چکیده: آئروژل‌ها ساختارهایی بسیار متخلخل با چگالی پایین و سطح ویژه قابل‌قبول هستند که به‌واسطه تخلخل بالا، توانایی به‌کارگیری به‌عنوان ساختارهای نانو کامپوزیتی را دارند. خشک‌سازی بدون ایجاد چروکیدگی‌های شدید و تخریب ساختار ، این مرحله از ساخت آئروژل‌ها را به یکی از پرچالش‌ترین و مهم‌ترین مراحل ساخت این مواد تبدیل کرده است. هدف از تحقیق حاضر معرفی یک روش خشک‌سازی نوین در فشار محیطی برای ساخت آئروژل سلولزی نوین ، بررسی حذف روغن ها و حلال های آلی از آب توسط آئروژل سلولزی آب گریز شده و آئروژل کربنی و همچنین بررسی مکانیزم حذف دو رنگ زای کاتیونی و آنیونی محلول در محیط آبی توسط آئروژل نانوکامپوزیتی بوده است. روش خشک‌سازی پیشنهادی در این پژوهش بر مبنای تصعید بلورهای نفتالین جایگذاری شده در بین الیاف سلولزی – به‌عنوان عامل تخلخل ساز – طرح‌ریزی شده است. نمونه‌های آئروژل سلولزی نوین ساخته‌شده در این پژوهش، تخلخل بسیار بالا (%96/5)، چگالی بسیار پایین (g.cm-3 0/058) ، چروکیدگی حداقل (حدود %10)، هدایت گرمایی بسیار پایین و در برابر تنش‌های فشاری، انعطاف‌پذیری بسیار بالایی را دارا هستند. نمونه آئروژل‌ کربنی با استفاده از فرآیند کربنیزاسیون آئروژل‌ سلولزی به دست آمد. بهینه‌سازی پارامترهای دمای کربنیزاسیون، زمان ماند و نرخ افزایش دما نشان داد در شرایط بهینه شامل °C900، زمان ماند 120 دقیقه و نرخ افزایش دمای 5C.min^-1 می‌توان به بهترین نمونه‌های آئروژل کربنی ازنقطه‌نظر چگالی، چروکیدگی و رسانایی الکتریکی دست یافت. میزان تخلخل در نمونه‌های آئروژل کربنی بهینه برابر با 98/2 درصد به دست آمد. نتایج از حذف قابل‌ملاحظه انواع روغن‌ها و حلال‌های آلی توسط آئروژل‌های کربنی و سلولزی آب‌گریز حکایت داشت. نتایج بررسی امکان بازیابی و استفاده مجدد این آئروژل‌ها طی پنج مرحله تکرار نشان داد که هر دو آئروژل کربنی و سلولزی آب‌گریز شده دارای ظرفیت بازیابی مناسبی هستند. ساخت آئروژل نانو کامپوزیتی سلولز/اکسید گرافن احیاشده با روش خشک‌سازی نوین انجام گرفت و امکان حذف دو آلاینده رنگی کریستال ویولت و متیل اورانژ به‌عنوان نماینده رنگ‌های کاتیونی و آنیونی از محلول آبی توسط این جاذب مورد بررسی قرار گرفت. نتایج از حذف بیش از 90 درصدی هردو آلاینده در شرایط بهینه حکایت داشت. بررسی مدل ایزوترم جذب، پیروی فرآیند جذب هر دو آلاینده رنگی توسط آئروژل نانو کامپوزیتی از مدل ایزوترم لانگمویر را مشخص نمود. همچنین بررسی مدل‌های سینتیک جذب نشان می‌دهد جذب هر دو آلاینده رنگی از مدل سینتیک جذب شبه مرتبه اول تبعیت بیشتری دارند. بررسی مکانیسم جذب نشان داد که دو مکانیسم جذب فیزیکی و شیمیایی در فرآیند حذف دو رنگ زا موثر می باشند. بر اساس pHzpc به دست آمده برای آئروژل نانو کامپوزیتی (برابر با 3/78) و همچنین نتایج آنالیز FTIR جاذب قبل و بعد از فرآیند جذب و جمع بندی دیگر نتایج به دست آمده مشخص شد نیروی جاذبه الکترواستاتیک یکی از مهم‌ترین مکانیسم‌های جذب فیزیکی دخیل در فرآیند جذب است. همچنین برقراری پیوندهای هیدروژنی و π-π آروماتیک نیز به‌عنوان مهم‌ترین مکانیزم‌های جذب شیمیایی حاضر در فرآیند جذب هر دو آلاینده رنگی شناخته شد.