在此，本文展示了新型三維（3D）超親水性的制備g-C
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4@carbon納米纖維泡沫(g-C
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4@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-C
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4@CNFs-3泡沫比g-C
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4@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-C
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4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-C
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4@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-C
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4@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-C
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4@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-C
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4@CNFs-1，（c）g-C
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4@CNFs-2和（d）g-C
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4@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-C
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4@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-C
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4@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-C
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4@CNFs泡沫，（b）的DSC曲線g-C
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4@CNFs泡沫和NFC的剩余產量g-C
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4@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-C
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4@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-C
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4@CNFs-1泡沫表面。
圖8.（a） CNFs泡沫的吸收能力g-C
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4@CNFs用于水和油的泡沫以及各種有機溶劑（從左到右：g-C
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4@CNFs-1，g-C
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4@CNFs-2，g-C
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4@CNFs-3和CNFs泡沫）。（b） CNFs泡沫的吸收能力和g-C
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4@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
