Page 56 - 《精细化工》2022年第10期
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·1990· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
方案。例如：JIANG 等 [27] 通过在 GO 分散液中添加少 GO 的分散体系从而形成部分还原的 GO 凝胶，经过
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量的 Ca 用以促进 GO 石墨烯片之间的交联，使墨 部分还原后，GO 墨水的初始黏度与模量均提升了
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水的初始黏度从 1×10 Pa·s 提升至 1×10 Pa·s，形成了 约 1 倍，在完成打印后经过深层冷冻、冷冻干燥、
具有良好挤出打印性能的 GO 墨水，从而制备了 3D 清洗（洗去还原剂和杂质）和热还原过程制备出了
打印 rGO 气凝胶材料（图 4b）。而 PENG 等 [28] 在 具有仿生燕麦草结构的 3D 打印还原氧化石墨烯
GO 分散液中添加少量还原剂（抗坏血酸）破坏了 （rGO）气凝胶。
图 4 以冷场辅助 DOD 法制备 3D 打印石墨烯气凝胶（a） [16] ；以挤出式 3D 打印法制备 3D 打印 rGO 气凝胶（b） [27] ；
以 3D 打印 RF 气凝胶为原材料制备 3D 打印活性炭气凝胶（c） [30]
Fig. 4 3D printed graphene aerogel prepared by ice assisted DOD (a) [16] ; 3D printed rGO aerogel prepared by extrusion
method (b) [27] ; 3D printed active carbon aerogel prepared by 3D printed RF aerogel (c) [30]
除了石墨烯外，CNT 也是一种重要的纳米碳材 2.1.2 无定形碳气凝胶
料，但由于 CNT 之间强烈的范德华相互作用，导致 除纳米碳气凝胶外，无定形碳气凝胶也是碳气
纯 CNT 分散液难以被制成具有良好打印性能的墨 凝胶中的一种重要材料，它通常是由有机气凝胶炭
水，研究人员通常会将 CNT 分散到其他材料中以改 化处理得到。因此，这种碳气凝胶的墨水制备过程
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善其打印性能。比如：GUO 等 [19] 以 Ca 为交联剂， 实际上就是对应有机气凝胶墨水的制备。以间二苯酚-
甲醛（RF）有机气凝胶的 3D 打印为例，由于 RF
利用 CNT 和 GO 之间强烈的协同作用以 GO 辅助
墨水的黏度较低不满足挤出式 3D 打印的要求，通常
CNT 均匀分散制成了具有良好挤出式打印能力的
通过添加一定量添加剂调节 RF 墨水的黏度和流动性
GO/CNT 复合墨水，并借助 3D 打印设计了特殊的
能，以便 RF 墨水能够流畅地通过挤出针头并能在基
几何模型结构，从而制备了具有超强拉伸性能的 3D
板上维持稳定的形状 [29] 。例如：CHANDRASEKARAN
打印 GO/CNT 复合气凝胶，这种通过 3D 打印设计
等 [30] 通过在 RF 溶胶中添加纤维素和 SiO 2 纳米颗
气凝胶的几何结构突破了传统碳基气凝胶难以反复
粒，制成具有良好打印性能的挤出式打印墨水，其
拉伸的局限性。 4 3
具有高达 2×10 Pa·s 的初始黏度和 5×10 Pa 的储存
纳米碳气凝胶是最早被开发的 3D 打印气凝胶
模量平台，打印后的三维凝胶结构经过固化、超临
材料。目前，已有大量通过挤出式 3D 打印和冷场 界二氧化碳（ScCO 2）干燥和炭化后可形成 3D 打印
辅助 DOD 法打印出来的纳米碳气凝胶，其研究重心 无定形碳气凝胶（图 4c）。此外，该 3D 打印无定形
也逐渐从墨水的可打印性转移到 3D 打印纳米碳气 碳气凝胶可以经过活化转变成活性炭气凝胶，同时具
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凝胶的多功能应用。 有高比表面积（> 2×10 m /g）和高电导率（> 200 S/m）
