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广西大学已掌握批量生产粉体石墨烯技术

日期:2022年08月12日

       石墨烯正在成为中国科技的宠儿, 很多人期待这种神奇的材料能够继续书写下一个科技改变生活的故事。作为一种技术含量高、应用潜力广的碳材料, 石墨烯也逐渐被用于新能源的开发。 2010年, 石墨烯的发明者获得了诺贝尔物理学奖。
       如今, 中国已将石墨烯列为战略前沿材料之一。在广西, 近期石墨烯生产研究取得了长足进展,

广西大学已经掌握了将石墨烯作为粉末材料量产的技术实力。石墨烯由碳原子排列成六边形蜂窝晶格组成, 只有一个原子层厚。目前国际上常用的石墨烯制备方法有机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、氧化石墨烯还原法等。著名电化学专家沉培康提出, 以上方法均无法量产粉末石墨烯。沉培康指出, 目前国际上可以生产二维石墨烯材料。合成成本高, 工艺复杂, 污染大。
       合成的石墨烯通常受到范德华力或悬空键的影响。
       表面的二维石墨烯粉末材料本质上是石墨片而不是石墨烯。石墨烯的三维化是突破二维石墨烯片材应用瓶颈的关键技术。广西大学可再生能源材料协同创新中心在近几年的科研攻关下, 发明了树脂裂解法, 这也是目前世界上为数不多的能够批量生产粉末石墨烯的方法之一。.广西石墨烯制备技术取得突破。在广西大学石墨烯粉体生产中试基地,

记者看到了制备三维石墨烯的设备。
       我们团队使用预处理后的自掺杂树脂材料, 以镍作为低温石墨化催化剂, 然后在高温烧结炉中烧结干燥,

形成石墨烯粉末材料。沉培康说, 他们在制备石墨烯的过程中设置了气体吸收装置, 没有污染。目前, 广西大学小试基地年产粉状石墨烯1.5吨, 在建中试基地年产粉状石墨烯15吨。记者在生产基地的几个透明容器中看到黑色粉末状物质, 捡起来感觉很轻。沉培康表示, 1L的三维石墨烯重量不到100克, 大部分结构都是3到4层的石墨烯。
       研究人员还指出, 通过这种方法合成的三维分层多孔自掺杂(氮、磷、硼等)类石墨烯材料具有其他碳材料, 包括商业石墨烯所不具备的特性, 例如高比表面积、高导电性、自掺杂、分级多孔结构等。沉培康等石墨烯研究人员认为, 随着石墨烯制备和应用技术的发展, 石墨烯材料未来可用于更多下游产品和领域包括超级电容器、锂电池、触摸屏、增强复合材料等。

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