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（1）海上漏油的环境风险

随着石油资源的开采和利用，海上溢油和含油工业废水的产生对环境构成了巨大威胁。传统的化学法和生物法处理漏油存在操作复杂、效率低、易造成二次污染等问题。相比之下，吸附法因其操作简单、处理高效、吸附剂可重复利用等优点，成为研究人员重点关注的海上漏油处理方式。

（2）高黏度重油的处理难题

油品的高黏度和低流动性导致黏性原油难以扩散到吸附材料的内孔结构中，而油品黏度与温度密切相关。因此，利用光热多孔材料实施油品的升温降黏吸附成为极具潜力的解决方案。

（3）石墨烯与碳纳米管的特性

石墨烯作为二维材料，具有优异的电学、热学、光学和力学性能，但片层间强作用力导致的团聚问题限制了其在油品吸附领域的应用。碳纳米管作为一维材料，具有高密度、高杨氏模量和优异的导热性能。将碳纳米管引入石墨烯气凝胶中，可显著提升材料的光热转化和导热性能。

（1）制备方法创新

本文采用气相沉积法（CVD法）在石墨烯气凝胶上原位生长碳纳米管，制备出Fe基碳纳米管/石墨烯复合气凝胶（Fe-CNTs/RGA）。该方法通过选取氯化铁制备的Fe(OH)₃胶体作为催化剂前体，实现了催化剂在石墨烯气凝胶上的有效负载，进而生长出碳纳米管。

（2）优异的光热性能

Fe-CNTs/RGA在最佳制备条件（生长温度800 ℃，生长时间120 min）下，表现出极佳的光热性能，对全光谱平均吸收率可达93.62%，光热转化速率快，空气中材料的温度梯度为33.24 K/cm。在1个太阳光下吸附重油时，上表面温度可达110.7 ℃，下表面温度可达60.7 ℃，吸附速率可达0.0397 g/（cm·min）。

（3）结构与性能优化

通过SEM、Raman和FT-IR等表征手段，证实了Fe-CNTs/RGA具有丰富的孔道结构和优异的机械性能。碳纳米管的引入不仅提高了材料的光热转化能力，还显著增强了其导热性能，从而加速了重油的吸附过程。

图1 重油吸附装置示意图

Fig.1 Schematic diagram of heavy oil adsorption device

    图4 Fe-CNTs/RGA和CNTs/PVP/RGA在光照条件下吸附水上重油：（a）表面温度随时间的变化曲线；（b）吸附量随时间的变化曲线

Fig.4 Adsorption of Oil on water surface under light illumination for Fe-CNTs/RGA和CNTs/PVP/RGA (a) Temperature vs. time;(b) Weight of oil absorbed vs. time

图5 不同放大倍数下Fe-CNTs/RGA的SEM图：（a）100 μm（Mag=100X）；（b）100 μm（Mag=200X）；（c）10 μm（Mag=2 000X）；（d）100 nm（Mag=50 000X））

Fig.5 SEM images of Fe-CNTs/RGAs: （a）100 μm（Mag=100X）；（b）100 μm（Mag=200X）；（c）10 μm（Mag=2 000X）；（d）100 nm（Mag=50 000X））

图6 GO和Fe-CNTs/RGA的FT-IR谱图

Fig.6 FT-IR spectra of GO and Fe-CNTs/RGA

图7 GO、CNTs/PVP/RGA和Fe-CNTs/RGA的Raman谱图

Fig.7 Raman spectra of GO、 CNTs/PVP/RGA and Fe-CNTs/RGA

图 9 Fe-CNTs/RGA和CNTs/PVP/RGA的吸收光谱

Fig.9 Adsorption spectra of Fe-CNTs/RGA and CNTs/PVP/ RGA

（1）最佳制备条件：在生长时间为120 min、生长温度为800 ℃的条件下，Fe-CNTs/RGA展现出最佳的光热吸附性能。

（2）光热性能与吸油速率提升：与单纯的石墨烯气凝胶和机械复合法制备的CNTs/PVP/RGA相比，Fe-CNTs/RGA的光吸收率和吸油速率显著提升。这主要归因于气相沉积法生长的碳纳米管有效增加了材料表面的粗糙度和黑度。

（3）循环使用性能：Fe-CNTs/RGA在循环吸附重油实验中表现出稳定的吸附能力，首次再生后残油量为14.51 g/g，10次循环后吸附量仅下降约20%，展现出良好的循环再生能力和应用前景。

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