全球城市化与工业化的加速发展带来了一系列的诸如空气污染和水污染的环境问题,严重影响着人类的身体健康并破坏了生态系统的平衡。根据资料显示,在2015年全球约有420万人因PM(Particulate Matter)污染发生过早死亡,占据了全球总死亡人数的7.6%。在中国,每年约有127万人死于由PM污染引发的疾病。同时,海上石油的开采与运输以及工业油污的产生,越来越多的原油泄漏事件以及工业油污排入水体,引发了严重的水污染问题。因此,积极的开发一种绿色、环保、可重复循环使用的油污及PM吸附器来治理此类污染问题极为必要。本课题利用废旧棉作为原料,使用再生溶解后炭化的方法制备了纤维素基碳气凝胶(CCA),然后使用水热的方法在气凝胶表面上垂直生长了片状的二硫化钼(MoS2),得到了 MoS2垂直修饰的碳气凝胶(F-MoS2@CCA)。由于其多孔的三维框架结构以及疏水亲油的特性,使得其对有机溶液的吸附量可以达到自身质量的32.7至72.4倍,同时在油水混合物中可以对油污进行快速吸附,达到油水分离的效果,并且可以通过简单的燃烧的方法对材料进行再生并表现出稳定的再生使用性能。此外,得益于F-MoS2@CCA的高比表面积、碳气凝胶的优异导电性能以及优异的表面电荷聚集能力,F-MoS2@CCA复合材料在电场力的辅助下可以实现对PM颗粒的高效吸附。在环境条件下其对PM2.5和PM10的去除效率分别超过99.91%和99.95%。持续工作600min后的过滤效率仍然维持在高水平(PM2.5>98.6%,PM10>99.1%)。另外,F-MoS2@CCA复合材料还显示出优异的可重复使用性:吸附后的F-MoS2@CCA可以通过简单的洗涤实现再生,并且在5个吸附-脱附循环后,对PM2,5的吸附效率保持在97.80%以上。本论文的工作不仅为PM的高效过滤以及油水分离提供了新的方法,同时也为废旧棉的回收利用提供了新的策略。