3D打印制備三維石墨烯及其在水處理中的應用

張惠寧，石中玉，肖彥奎，張曉琴，尹鑫，田麗紅

（1 蘭州理工大學土木工程學院，甘肅 蘭州 730050；2 甘肅省科學院納米應用技術研究室，甘肅 蘭州 730050；3中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室，甘肅 蘭州 730000）

水體污染已經成為社會發展中重要的問題之一。水體中的有機物、重金屬和染料等是常見的污染物，嚴重危及人類自身的健康與發展，因此有效進行污水處理是極其緊要的。目前，國內外對污水的處理方法主要有化學法、物理法和生物法。其中物理吸附法操作簡單、工藝簡便、二次污染小而備受關注。但傳統吸附劑如活性炭、沸石等通常存在吸附量較小、效率低、成本高或再生困難的問題。而石墨烯具有豐富的π電子密度，這些π電子可與有機污染物和重金屬經電子得失作用成鍵，具有良好的吸附性能。但使用后難以從溶液中分離出來，造成二次污染，使石墨烯處理污水受到了極大的限制。

然而要真正實現三維石墨烯復合材料在水處理領域的實際應用，可控制備基于石墨烯的高級有序宏觀體復合材料是重要的一步。如今，三維石墨烯的制備方法主要可以分為模板法和非模板法。模板法可以通過模板的多樣性而制備出豐富的形態結構，但制備三維石墨烯易出現塑性開裂現象，且在水中長時間易出現結構的坍塌和瓦解。非模板法主要有自組裝法、化學交聯法等。其中，自組裝法影響因素較多，化學交聯法的交聯劑通常有一定的溫度要求。……