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棗莊學院Dandan Zhu和Yanxin Yu等--石墨碳復合泡沫氮化碳具有超兩親性和增強熱穩定性的納米原纖維
      在此,本文展示了新型三維(3D)超親水性的制備g-C3N4@carbon納米纖維泡沫(g-C3N4@CNFs)通過兩步方法:液氮處理冷凍干燥;泡沫具有良好的熱穩定性。在這種方法中,三聚氰胺充當氮源,納米纖維化纖維素(NFCs)充當3D骨架。所制備的熱穩定性g-C3N4@CNFs-3泡沫比g-C3N4@CNFs-1,如熱重數據所示,包括起始失重點(Tonset)增加238.6°C和最大失重率(Tmax)提高258.8°C。g-C3N4與CNFs的組合使熱釋放率(約−86%)和總熱釋放量(約−75%)降低。此外,中的親水氧化官能團和疏水三嗪結構域的組成g-C3N4@CNFs使其具有獨特的兩親性(水的接觸角在1.0秒內接近0°,己烷的接觸角則在12毫秒內接近0°)。超親水性對水和各種有機溶劑的高儲存能力g-C3N4@CNFs發現了高達其原始重量40-50倍的泡沫。這些超親水泡沫的發現對超潤濕材料的開發具有重要意義,并可能在油乳液純化和催化劑載體領域得到應用。
 
圖1. g-C3N4@CNFs由NCFs和三聚氰胺合成的泡沫制造過程說明。
 
圖2. (a)三聚氰胺/NFC復合材料的SEM圖像,(b)g-C3N4@CNFs-1,(c)g-C3N4@CNFs-2和(d)g-C3N4@CNFs-3泡沫。(a,c)中插入的圖像分別是三聚氰胺/NFC的數碼照片,以及g-C3N4@CNFs-2
 
圖3. XRD光譜(a)g-C3N4@CNFs泡沫和(b)g-C3N4粉末,(c)NFC、g-C3N4以及g-C3N4@CNFs泡沫的FTIR光譜,和(d)g-C3N4@CNFs泡沫的拉曼光譜。
 
圖4. g-C3N4@CNFs-1泡沫用丁烷炬燃燒6秒的數碼照片。
 
圖5.(a) HRR和(b)CNFs的THR曲線,g-C3N4@CNFs-1,g-C3N4@CNFs-2和g-C3N4@CNFs-3泡沫。
 
圖6.(a) NCFs和g-C3N4@CNFs泡沫,(b)的DSC曲線g-C3N4@CNFs泡沫和NFC的剩余產量g-C3N4@CNFs分別使用三聚氰胺(c)和氰胺(d)作為氮源在不同溫度下發泡。
 
圖7. 吸附油(a)和水(b)的照片g-C3N4@CNFs-1泡沫和電荷耦合器件(CCD)相機圖像(c)2μL去離子水滴放置在g-C3N4@CNFs-1泡沫表面。
 
圖8.(a) CNFs泡沫的吸收能力g-C3N4@CNFs用于水和油的泡沫以及各種有機溶劑(從左到右:g-C3N4@CNFs-1,g-C3N4@CNFs-2,g-C3N4@CNFs-3和CNFs泡沫)。(b) CNFs泡沫的吸收能力和g-C3N4@CNFs泡沫在不同的循環中用于水。
 
     相關研究成果由棗莊學院Dandan Zhu和Yanxin Yu等人2023年發表在Langmuir (鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.3c02244)上。原文:Composite Foams of the Graphitic Carbon Nitride@Carbon Nanofibrils Conferred a Superamphiphilic Property and Reinforced Thermal Stability。

轉自《石墨烯研究》公眾號

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