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石墨烯是一種由單層碳原子組成的二維材料，可作為構(gòu)建三維石墨烯氣凝膠的基本結(jié)構(gòu)單元。石墨烯氣凝膠因其低密度、優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等，在太陽能海水淡化和油/有機溶劑吸收的應(yīng)用中引起了廣泛的關(guān)注。然而，石墨烯氣凝膠在太陽能海水淡化和油/有機溶劑吸收中的應(yīng)用存在一些局限性：（1）由于石墨烯的高成本，使石墨烯氣凝膠的大規(guī)模應(yīng)用在經(jīng)濟上具有挑戰(zhàn)性；（2）由于石墨烯氣凝膠的超低密度，在實際使用中易受脆性機械性能的影響；（3）基于石墨烯氣凝膠的太陽能蒸發(fā)器通常具有較低的蒸發(fā)性能。
 

基于以上挑戰(zhàn)，山東第一醫(yī)科大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院李晨蔚團隊以低成本聚合物泡沫為可犧牲模板，制備了超彈性、任意形狀和3D組裝的粘土/石墨烯氣凝膠（CGAs）。低成本粘土的加入不僅減少了石墨烯的用量，增強了石墨烯網(wǎng)絡(luò)的力學(xué)性能，還可以通過選擇不同種類的粘土改變CGAs的親疏水性。疏水的CGAs顯示出優(yōu)異的油/有機溶劑吸收性能，并在循環(huán)吸附過程中表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能。親水的3D CGA在連續(xù)36小時處理高濃度鹽水時，表現(xiàn)出極高的蒸發(fā)速率（4.11 kg m-2 h-1），超過其他太陽能除鹽裝置。通過定期擠壓和干燥鹽收集器中的溶液，可以方便地收集鹽分。因此，超彈性、3D組裝的CGAs在連續(xù)太陽能脫鹽和高效的油/有機溶劑吸附方面具有巨大的應(yīng)用潛力。
 

相關(guān)結(jié)果以“Superelastic 3D Assembled Clay/Graphene Aerogels for Continuous Solar Desalination and Oil/Organic Solvent Absorption”為題發(fā)表在國際知名期刊Advanced Science（影響因子：17.521）上?；瘜W(xué)與制藥工程學(xué)院丁美春副教授為本文第一作者，李晨蔚教授為本文唯一通訊作者，山東第一醫(yī)科大學(xué)為本文第一完成單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和山東第一醫(yī)科大學(xué)拔尖人才項目的資金支持。