石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，可作为构建三维石墨烯气凝胶的基本结构单元。石墨烯气凝胶因其低密度、优异的光热转换性能、化学稳定性和热稳定性等，在太阳能海水淡化和油/有机溶剂吸收的应用中引起了广泛的关注。然而，石墨烯气凝胶在太阳能海水淡化和油/有机溶剂吸收中的应用存在一些局限性：（1）由于石墨烯的高成本，使石墨烯气凝胶的大规模应用在经济上具有挑战性；（2）由于石墨烯气凝胶的超低密度，在实际使用中易受脆性机械性能的影响；（3）基于石墨烯气凝胶的太阳能蒸发器通常具有较低的蒸发性能。
 

基于以上挑战，山东第一医科大学化学与制药工程学院李晨蔚团队以低成本聚合物泡沫为可牺牲模板，制备了超弹性、任意形状和3D组装的粘土/石墨烯气凝胶（CGAs）。低成本粘土的加入不仅减少了石墨烯的用量，增强了石墨烯网络的力学性能，还可以通过选择不同种类的粘土改变CGAs的亲疏水性。疏水的CGAs显示出优异的油/有机溶剂吸收性能，并在循环吸附过程中表现出稳定的性能。亲水的3D CGA在连续36小时处理高浓度盐水时，表现出极高的蒸发速率（4.11 kg m-2 h-1），超过其他太阳能除盐装置。通过定期挤压和干燥盐收集器中的溶液，可以方便地收集盐分。因此，超弹性、3D组装的CGAs在连续太阳能脱盐和高效的油/有机溶剂吸附方面具有巨大的应用潜力。
 

相关结果以“Superelastic 3D Assembled Clay/Graphene Aerogels for Continuous Solar Desalination and Oil/Organic Solvent Absorption”为题发表在国际知名期刊Advanced Science（影响因子：17.521）上。化学与制药工程学院丁美春副教授为本文第一作者，李晨蔚教授为本文唯一通讯作者，山东第一医科大学为本文第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金和山东第一医科大学拔尖人才项目的资金支持。