无需交联剂的二氧化硅/聚丙烯酰胺复合气凝胶：高机械强度、大比表面积与重金属吸附性能

《Scientific Reports》：Double-network silica–polyacrylamide composite aerogels with enhanced mechanical integrity and multifunctional adsorption performance

　　

摘要

开发了一种简便策略，用于合成同时表现出高机械强度和大比表面积的二氧化硅/聚丙烯酰胺复合气凝胶。无需额外交联剂，将互穿的有机聚丙烯酰胺网络嵌入二氧化硅骨架中，实现了高效的应力分布并增强了结构完整性。优化后的 TDB-Pam(2 M) 复合气凝胶具有均匀的介孔网络，比表面积为 774 m² g^-1，低密度（0.346 g cm^-3），优异的压缩强度（22.3 MPa），杨氏模量为 25.3 MPa。富含酰胺基的聚丙烯酰胺的引入还为重金属离子提供了选择性结合位点，TDB-Pam(2 M) 的 Hg²⁺ 去除效率超过 90%，Langmuir 最大吸附容量为 626.79 mg g^-1。该合成路线提供了一种有效的方法，用于制造机械增强型、多功能的二氧化硅基气凝胶，适用于环境净化及其他先进多孔材料应用。