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      正在開(kāi)發(fā)石墨烯和氧化石墨烯的三維宏觀結(jié)構(gòu)（3DM），用于快速有效地去除水和空氣中的污染物。石墨烯基納米片的大比表面積、多種表面化學(xué)和卓越的機(jī)械性能使得能夠形成堅(jiān)固且高性能的3DM，例如海綿、膜、珠子和纖維。然而，關(guān)于基于石墨烯3DM的材料性質(zhì)與其環(huán)境性能之間的關(guān)系知之甚少。在本綜述中，我們總結(jié)了基于石墨烯3DM在去除水和空氣中污染物方面的自組裝和環(huán)境應(yīng)用。我們還開(kāi)發(fā)了3DM的材料特性與其環(huán)境性能之間的關(guān)鍵聯(lián)系，并確定了影響其污染物去除能力的關(guān)鍵參數(shù)。

Figure 1. 將基于2D石墨烯的納米片自組裝成3DM。




Figure 2. 3DM用于從水中去除污染物：a，研究3DM以去除各種污染物；b，文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析表明，GO 3DMs對(duì)碳?xì)浠衔锏娜コ芰Ω哂诮饘俸腿玖希籧，將GO海綿的MB吸附容量與其他類型的碳基3DM進(jìn)行比較；d，與c類似，將GO海綿的重金屬吸附能力與其他類型的碳基3DM進(jìn)行比較。


Figure 3. 基于石墨烯的3DMs，具有潛在的海水淡化應(yīng)用。


Figure 4. 3DM用于空氣處理和抗菌應(yīng)用：a，可以調(diào)整3DM的幾個(gè)屬性以增強(qiáng)其CO₂捕獲性能；b，基于石墨烯的納米片通過(guò)物理和化學(xué)機(jī)制具有抗微生物特性。


Figure 5. 設(shè)計(jì)3DM的毛孔：a，在分層多孔海綿中，大孔通過(guò)較小的孔連接在一起；b，使用CVD技術(shù)形成的石墨烯海綿；c，在GO海綿上生長(zhǎng)CNT；d，用GO分散劑浸涂聚合物海綿；e，使用單向冷凍技術(shù)形成具有對(duì)齊多孔結(jié)構(gòu)的海綿。
       相關(guān)研究成果于2019年由麥吉爾大學(xué)Nathalie Tufenkji課題組，發(fā)表在Nature Nanotechnology（https://doi.org/10.1038/s41565-018-0325-6）上。原文：Environmental performance of graphene-based 3D macrostructures。