谁是吸附剂中的No. 1? 气凝胶纤维vs.活性炭纤维

来源：中国科学杂志社

吸附剂，你听说过吗？也许不少人对这个词还挺陌生，但一说到冰箱除臭剂、空气净化机、净水器，大家肯定都知道，也用过。没错，日常生活中我们常常能在这些地方看到吸附剂的身影。

目前应用最广的吸附剂非颗粒活性炭莫属，因为它成本低、吸附效率高、吸附量大、应用方便、普适性好。而价格昂贵的活性炭纤维的吸附性能则更为优异，其吸附量比颗粒活性炭还要高几倍至几十倍，吸附速率快100~1000倍，因此一经问世便被认为是吸附剂中的No.1。

然而，最近这个No.1可能要易主了。东华大学纤维材料改性国家重点实验室、材料科学与工程学院朱美芳教授研究团队最新研制出的新型高效吸附剂——二氧化硅气凝胶纤维表现出比活性炭纤维更优异的吸附性能。在一定染料废水浓度下，活性炭纤维毡在2 min及5 min内的染料去除率分别为57.3%和71.3%，而二氧化硅气凝胶纤维在同一时段内的染料去除率却可以高达91.6%和98.2%。在废水净化模拟实验中，二氧化硅气凝胶纤维可以在常压下迅速将蓝色染料废水处理成无色透明的净水。

二氧化硅气凝胶纤维与常见的商用吸附剂吸附亚甲基蓝吸附效率对比

二氧化硅气凝胶纤维连续净化染料废水模拟实验

（来源于Microporous and Mesoporous Materials 273 (2019): 294-296）

近日，《中国科学：技术科学》英文版（Science China Technological Sciences）以“用于清除甲基蓝的二氧化硅气凝胶纤维的结构控制研究”（Structural control of silica aerogel fibers for methylene blue removal）为题报道了东华大学研究团队关于这种新型高效吸附剂的最新研究成果。

这种二氧化硅气凝胶纤维的优异吸附性能源于研究者对其结构的精妙设计。“多孔吸附剂的高效吸附主要源于其内部丰富的孔洞所提供的大的吸附面积，因此，污染物是否能快速进入吸附剂、是否能快速达到吸附剂内部孔洞、是否会堵塞孔洞，都直接影响吸附剂的实际性能。我们在这方面做了更多改善。”这项工作的主要研究者、东华大学材料科学与工程学院孟思博士介绍设计思路时说道。

从宏观上来说，这种吸附剂是一种一维的具有中空结构的中空纤维。这种结构具有大的外表面和小的横向尺寸，可以使污染物快速进入吸附剂并到达内部孔洞。从微观上来说，这种吸附剂的中空纤维壁是由一种三维贯通的网络孔所构成的。这种结构能减小污染物在吸附剂内运动所受阻力，不易发生堵塞，同时提供足够大的表面来吸附污染物。

这种兼具高比表面积和优良传质特性的多孔材料还可以广泛应用于催化、传感等领域。

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Structural control of silica aerogel fibers for methylene blue removal

Sci China Tech Sci, 2019, 62: 958–964

https://doi.org/10.1007/s11431-018-9389-7