二氧化碳被認(rèn)為對全球變暖和氣候變化的影響最大。碳捕獲技術(shù)的發(fā)展被視為緩解這些重大問題的有效途徑，其中基于高比表面積、高孔體積吸附劑、高吸附解吸速率的多孔吸附劑的開發(fā)仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。納米碳材料由于具有較好的CO2吸附性能而受到廣泛的研究，在這些納米材料中，氧化石墨烯(GO)具有高比表面積、低成本替代品和可調(diào)的表面化學(xué)性質(zhì)，可用于低溫CO2捕獲。由還原氧化石墨烯(rGO)獲得的三維(3D)多孔氣凝膠由于具有低密度、相互連接的多孔網(wǎng)絡(luò)、大表面積和活性位點，被認(rèn)為是有前途的二氧化碳捕獲吸附劑。

含有胺基的小分子或大分子對氧化石墨烯中的環(huán)氧化物和羧基進(jìn)行化學(xué)修飾，以調(diào)整其表面化學(xué)性質(zhì)，以改善吸附性能。在這方面，聚酰胺胺(PAMAM)樹狀大分子引起了人們的興趣，因為它們是非揮發(fā)性分子，具有高密度的功能胺端基和大表面積，從而提供了更多的活性位點。PAMAM樹狀大分子表面官能團(tuán)的數(shù)量隨著樹狀大分子(G)的生成呈指數(shù)增長。PAMAM樹狀大分子由于其相對較低的生產(chǎn)成本、可生物降解性和獨特的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，如表面化學(xué)、可控的尺寸和結(jié)構(gòu)、親水性和化學(xué)穩(wěn)定性，在電化學(xué)傳感或吸附應(yīng)用等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

西班牙瓦倫西理工大學(xué)和 Tecnológico del Plástico研究所的Enrique Giménez等人采用水熱-冷凍-鑄造相結(jié)合的方法，用PAMAM樹枝狀大分子對部分還原的氧化石墨烯（rGO）氣凝膠進(jìn)行改性。作者研究了不同條件，如樹枝狀大分子的代數(shù)、GO:PAMAM的重量比、溶劑熱溫度、冷凍-鑄造速率等對改性氣凝膠性質(zhì)的影響。并利用SEM、傅里葉變換紅外光譜、拉曼光譜、X-射線光電子能譜等對氣凝膠進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，合成條件與改性氣凝膠中的N含量、N/C比、氮的作用等有較強的相關(guān)性；低GO：PAMAM（2：0.1mg mL-1）比率、高代數(shù)PAMAM（G7）改性的氣凝膠，在較高的溶劑熱溫度和液氮中冷凍-鑄造的氣凝膠對CO2的吸附性能最佳。該研究結(jié)果報道了一種可行的改性石墨烯氣凝膠的方法，用以改善對CO2的捕獲。

圖. 氣凝膠的合成

文獻(xiàn)來源：Alina Pruna*, Alfonso Cárcel, Adolfo Benedito and Enrique Giménez*. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 9333.