- 国外研究现状
Eichhorn等从仿生学的角度出发，以聚多巴胺( PDA) 为中间介质、十八胺( ODA) 为疏水改性剂，将 NFC 简单浸入 PDA/ODA 乳液中，经冷冻干燥后，得到具有超疏水性( 水接触角可达到152. 5°) 、超低密度( 6. 04 mg/cm3) 、高孔隙率等良好特性的复合气凝胶。该工艺简单可行，在实验室条件下就可操作完成，对工业生产具有一定的指导意义，且制备的复合气凝胶具有优异的油/水分离选择性，可以从油和水的混合物中快速地吸收油，其最大吸收容量可达 176 g/g，但经过 4 次循环吸收—挤压测试后该气凝胶结构出现坍塌，因此该气凝胶的循环利用性能不能达到使用要求，但是该新型超疏水气凝胶在油和溶剂溢出物的吸附剂以及作为油水分离器等方面显示出巨大的潜力。不同于以上研究，Stelte等则以不同浓度的 CNF 为研究对象，采用冷冻干燥法制备了低密度、高孔 隙 率 气 凝 胶，然 后 采 用 十 六 烷 基 三 甲 氧 基 兰( HDTMS) 的化学气相沉积( CVD) 对其进行疏水改性，制备了对机油和食用油吸附能力较高的纳米纤维素基气凝胶，该方法不仅简单易行，而且所制备的气凝胶具有较广阔的应用价值，可广泛应用于商业生活及工业生产等领域中。由于 BC 具有与 CNF 相似的三维网络结构且具备优异的力学及保水性能，故将其应用于油污吸附的研究也颇多。例如 Habibi等在 BC 表面通过液相三甲硅烷与三甲氯硅烷的三甲基硅基化反应进行改性，然后进行冷冻干燥，获得疏水亲油型细菌纤维素气凝胶，该气凝胶具有低密度、高比表面积、高孔隙度及疏水亲油等性能，对油以及有机溶剂的吸收率可高达185 g/g，经 10 次对柴油的吸附—脱附循环试验后，吸附性能仍可稳定在 120 g/g 并且宏观形貌保持不变，具有可回收利用性，故而成为海洋污染治理中理想的吸油剂。
- 国内研究现状
林冲等以竹粉为原料，采用酸、碱交替处理制备了 CNFs 悬浮液，然后在酸性条件下以聚乙烯醇( PVA) 为增强相并采用冷冻干燥法制备了 PVA/CNFs 复合气凝胶，并以 TMCS 为改性剂对复合气凝胶进行疏水处理，随后将其浸渍到还原氧化石墨烯( rGO) 悬浮液中，最终得到了疏水型 rGO/PVA/CNFs 复合气凝胶。该方法制备的复合气凝胶虽然密度低( 6. 78 mg/cm3) 、疏水性能优异( 水接触角为 138°) 且对油及有机溶剂具有高吸附性能和吸油倍率，但是制备周期较长、工艺繁琐且生产原料成本较高，不利于工业化生产。王蒙蒙等提出了纤维素纳米纤维表面改性和疏水气凝胶的原位制备方法。制备的疏水气凝胶密度低( 23.2 mg/cm3) 、孔隙率高( 98.5%) ，具有良好的柔韧性和溶剂诱导的形状恢复性能。疏水气凝胶对各种油具有较高的吸附能力，根据液体密度的不同，吸油性最高达 47 g/g。廖骞通过将纤维素氧化、交联、冷冻干燥和低温等离子体改性，制备出一种新型纤维素气凝胶。所得到的气凝胶水接触角达 152.8°，对各种油和有机溶剂具有较高的吸附能力( 13.77～28.20 g/g) ，吸附-解吸过程通过简单的压缩可以重复至少 50 次。
资料编号：[263355]
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