意外的原油泄漏于水面就可以破壞環境并引起經濟浩劫。為了減輕這類災難，在石油擴散之前及時進行干預以控制和回收石油至關重要。普通的親脂性吸附劑不起作用，因為原油太粘而無法流入其中，尤其是在寒冷的天氣下。這就提出了使用石墨烯泡沫的建議，該泡沫也是一種極好的親脂性吸附劑，因為它是一種導體并且可以被電加熱，從而使粗制流體足以吸收。然而，在公海上，電線、電源和電加熱任何物體顯然都是一個挑戰。在這里，我們提出了一種使用太陽能激活石墨烯瓦片的解決方案：在日光照射的幾秒鐘內，石墨烯瓦片升溫并吸收，最終將原油填充到自身體積的74%。它可以進一步用親脂性的滲油絕熱材料涂覆，成為吸光，保熱和吸油的黑洞。該瓦片能夠承受高達600℃的高溫，通過燃燒自身消除吸附的油，可以使其恢復活力，即使少量供應的瓦片也可以持續使用并在一段時間內防止漏油。可重復使用的瓦片是通過熱解相同尺寸和形狀的聚(偏二氯乙烯)泡沫制成的，密度為16 kg m
-3，強度為11.7 kPa。在緊急情況下，最初作為超輕型負載支撐裝置安裝在石油生產平臺和原油運輸船上的瓦片可以立即重復吸油，吸油重量是其自身重量的41倍。因此，它們可以為緩解漏油災難提供至關重要的急救作用。
Fig. 1. 利用石墨烯瓦片進行太陽能活化原油回收的示意圖。
Fig. 2. 高分子粘土制成的石墨烯瓦片。(a)通過燒制相同尺寸和形狀的聚合粘土(上)獲得的石墨烯瓦片(下)。石墨瓦片的(b-c) SEM圖，(d)高分辨率TEM圖和選定區域的電子衍射圖及(e)拉曼光譜。(f)水與石墨烯瓦的接觸角。(g)石墨烯瓦漂浮在水面上，但在丙酮中下沉。(h) 20 mg石墨烯瓦支撐200 g重量。
Fig. 3. 石墨烯瓦片的太陽能加熱激活原油吸收。(a)模擬不同強度太陽照射下石墨烯瓦的紅外圖。(b)在0.5-2太陽照射下，石墨烯瓦表面溫度迅速上升至穩態值。室溫下(c)無和(d)有0.5日光照射在石墨烯瓦上的原油滴，(e)夾在瓦片中的光線經過反復的內部反射后的示意圖。
Fig. 4. 太陽能加熱和濕吸收石墨烯瓦片。(a)浸在原油中的瓦片在不同強度的模擬太陽照射下的熱圖像。(b)濕瓦在0.5-2日曬下表面溫度逐漸升高至穩態值。(c)在各種太陽照射下，瓦片對原油的體積吸收能力。(d)在1次太陽照射下，SiO
2或硫包覆的石墨烯瓦片的吸收能力超過80℃加熱的瓦片。(e)每次自燃后去除粗油瓦片的循環性能。
相關研究成果于2020年由中國科學院上海硅酸鹽研究所Fuqiang Huang課題組，發表在Applied Materials Today (https://doi.org/10.1016/j.apmt.2019.100551)上。原文：Solar activated crude oil cleanup using net-shape-formed ultralight graphene tiles。
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簡歷： |
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教育經歷：
1986-1990 南京理工大學，化工學院，學士學位
1990-1993 吉林大學，理論化學研究所，碩士學位
1993-1996 北京師范大學化學系，博士學位
工作經歷:
1996-1998 美國密西根大學，化學系，博后
1998-2000 美國西北大學，化學系，研究助理
2000-2002 美國西門子公司，研究開發部，主管科學家
2002-2003 美國賓夕法尼亞大學，材料工程和科學系，助理研究員
2003-至今 中國科學院上海硅酸鹽研究所，高性能陶瓷和超微結構國家重點實驗室，研究員
曾獲得獎勵、榮譽稱號：
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國家杰出青年基金獲得者
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科技部重點領域創新團隊負責人
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物理學領域2015年度高被引學者
科研工作簡介：
提出了被同行稱為“Universal Model”的“結構功能區”和“堆積因子”的材料設計概念，系列原創研究被國際學術機構授予“Most Cited Award”、“Hot Article”、“Very Important Paper”；
設計和制備了具有石墨烯新結構的被認為“輕如氣球、堅如鋼鐵”的“超級材料”、以及突破目前碳基的儲能比容量極限的氮摻雜介孔少層碳發表《科學》期刊；
實現全太陽光譜的新型太陽能利用、石墨烯基的先進儲能、以及綠色納米催化的產業應用突破。
科研成果：
發表Science、Nature Mater.、Nature Commun.、Chem. Soc. Rev.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.等高影響力SCI論文300余篇，被引用13,000余次，最高單篇>500次；21篇入選ESI前1%高被引論文。
近年來圍繞能源材料設計和制備做出了系統的創新性工作：基于復雜化合物晶體結構中原子基團的相似相聚特性提出了多物理量協同的結構功能區的概念和堆積因子的理論模型，設計和合成性能優異的能源新材料，有127種新化合物被Pearson's Handbook所收錄；基于多尺度結構和性能的設計理論發明了多種石墨烯的獨特結構，氮摻雜介孔少層碳突破目前碳基的比容量極限，相關成果在Science發表并獲得關注；將雙元金屬協同制備的低缺陷石墨烯應用于薄膜太陽電池，銅銦鎵硒電池效率達18.6%，并在國內率先完成兆瓦級中試示范。申請發明專利98項（國外18項）。先后承擔973、863、NSFC（杰青、重點、面上）等課題30余項，其中國家杰青結題為“特優”。
http://www.skl.sic.cas.cn/yjly/nyhj/hfq/kycg/
主要承擔項目：
在研項目：
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國家重點研發項目，高功率低成本規模超級電容器的基礎科學與前瞻技術研究，2016-2020，2500萬；
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科技部重點領域創新團隊，無機能量轉換材料與應用創新團隊，2016-2020；
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中國科學院前沿科學重點研究項目，高功率儲能材料結構設計與性能調控，2016-2021，300萬；
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中國科學院戰略性先導科技專項（B類），超導新化合物和復合結構的設計制備與超導性能研究，2012-2016，1085萬；
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國家自然科學基金面上項目，三維石墨烯導電網絡制備與寬光譜太陽電池探索，2014-2017，85萬；
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上海市科技創新行動計劃，石墨烯基高功率儲能器件的基礎科學與前瞻技術研究，2016-2019，100萬；
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上海市科委基礎重點項目，納米黑色二氧化鈦的全太陽光譜利用，2013-2016，40萬；
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上海市科委國際學術合作交流，新型黑色納米二氧化鈦與太陽能高效利用，2014-2017，30萬；
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產學研合作項目，先進儲能材料與器件，2016-2020，5000萬。
已結題的項目
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科技部863計劃，低成本非真空銅銦鎵硒太陽電池中試技術，2012-2014；
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科技部973項目，新型光電轉換材料的設計和制備，2007-2011；
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國家杰出青年科學基金，新型光電材料與薄膜太陽電池研究，2012-2015；
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國家自然基金委創新研究群體科學基金，高性能無機復合能量轉換材料的研究，2012-2014
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國家自然科學基金面上項目，光電和光催化材料的結構和性能關系模型，2008-2010
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國家自然科學基金面上項目，新型p型透明導電體合成與性能研究，2006-2008
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中國科學院院重點部署項目，石墨烯在太陽電池中的前期探索，2012-2014
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中國科學院知識創新工程重要方向項目，大面積銅銦鎵硒薄膜太陽電池低成本制備，2008-2010
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中科院知識創新工程重要方向項目，石墨烯制備、物性與應用探索，2009-2011
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上海市學術帶頭人，新型光電材料與薄膜太陽電池研究，2012-2014
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上海市浦江人才，平面顯示用無機電光材料，2005-2007
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上海市科委基礎研究領域項目，高臨界溫度和臨界磁場鐵基超導材料的制備，2010-2012
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上海市科委基礎研究領域項目，基于太陽能利用的光電轉換材料中空曠度模型和復合模型，2008-2010，
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上海市科委非政府間國際科技合作項目，新一代光伏透明導電氧化鋅基薄膜的研究，2010-2012
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上海市科委納米專項，高性能鋰離子電池正極材料的宏量制備，2009-2011
詳細介紹：
http://www.skl.sic.cas.cn/yjly/nyhj/hfq/sy/
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