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新技术或将实现石墨烯低成本规模化生产

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本文摘要:近日,石墨烯及其复合材料规模化制取与应用于项目负责人,复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室教授卢红斌透漏:经过项目组的多年研究,石墨烯低成本规模化制取技术已渐成熟期,有望加快构建我国天然石墨的高附加值利用,并夹住新材料、电子器件、交通运输、航空航天和国防等涉及产业的技术革新与变革。 一秒钟内iTunes一部高清电影,手机的电池时间延长到一分钟,这些都有可能在2024年前后构建,靠的意味着是一个小小的石墨烯器件。 在两年前的一场报告会上,中国科学院院长白春礼曾做出如上预测。

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近日,石墨烯及其复合材料规模化制取与应用于项目负责人,复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室教授卢红斌透漏:经过项目组的多年研究,石墨烯低成本规模化制取技术已渐成熟期,有望加快构建我国天然石墨的高附加值利用,并夹住新材料、电子器件、交通运输、航空航天和国防等涉及产业的技术革新与变革。  一秒钟内iTunes一部高清电影,手机的电池时间延长到一分钟,这些都有可能在2024年前后构建,靠的意味着是一个小小的石墨烯器件。

在两年前的一场报告会上,中国科学院院长白春礼曾做出如上预测。  石墨烯是未知材料中最厚的二维晶体,仅有单个碳原子厚度,其引人注目的力学强度、载流子迁入速率和极大的比表面积等许多独有性质使其沦为本世纪最不具潜力的二维纳米材料,引发了人们的反感兴趣。  目前,世界各国都已射击了石墨烯商机,争相增大研发力度,着力前进石墨烯的规模化应用于。

  国内外各大企业争相注目石墨烯产业的发展,且皆已投放巨资企图攻占石墨烯产业发展的制高点。近期,时隔中关村丰台园战略性新材料国际合作项目首个以石墨烯新材料为关键技术的国际合作项目月启动后,全国中小企业股份出让系统(新三板)透露的公告表明,主营产品为石墨烯粉体的公司第六元素已取得新三板上海证券交易所函。

  然而,迄今为止,石墨烯低成本、高效率生产依然是制约其商业化应用于的关键瓶颈。卢红斌说道。

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石墨烯是天然石墨的基本构造单元,将石墨挤压沦为单个石墨烯片层是构建规模化应用于的关键步骤。  如果需要在液相中构建需要还原成的高效挤压、且可高浓度平稳集中于溶剂中,将不仅需要修改工艺流程,也可有效地解决问题石墨烯规模化制取与应用于中的储存和运输问题。  近日,项目组明确提出的一种较慢、高效的水相挤压新技术,为构建石墨烯的规模化制取与应用于获取了有效地的解决方案。

整个挤压过程都是在室温常压下展开的,可在几小时内构建石墨烯的完全挤压,基本不牵涉到高温操作者。  据介绍,挤压过程使用的全部是廉价的常规试剂,这使得最后制取的石墨烯成本甚至高于高质量的导电炭黑。挤压的石墨烯不仅具备较好的结构完整性和薄膜电导率,还可在比炭黑更加较低填满含量情况下构建更佳的导电性能。

同时,挤压的石墨烯还可以极高液体含量构成水相糊料或滤饼,后者仍可便利地再度均匀分布集中于水相溶液中且不再次发生挤满。这很大地方之后了石墨烯的储存运输以及与下游产品制取工艺的交会,表明了极好的市场应用于潜力。

  卢红斌说道,对于石墨烯在复合材料和储能材料中的应用于,其微观结构与性能调控某种程度是十分关键的环节。项目组从2008年开始专门从事石墨烯复合材料方面的研究,已在石墨烯表面标记、界面结构优化、锂离子电池、超级电容器、燃料电池异构化催化剂等方面获得系列进展。

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  该项目组明确提出了第一个在石墨烯表面调控聚合物共价接枝密度和接枝链长的方法、以及在石墨烯复合材料中建构仿生界面的新方法;为了提升石墨烯恩锂电池容量和循环性质,项目组创建了第一个二硫化钼纳米片层低成本、高效率自发性挤压的新技术;为了优化石墨烯恩超级电容器和催化剂异构化性能,项目组也陆续发展了高性能的石墨烯复合材料全固态超级电容器和高效率石墨烯阻抗催化剂。  卢红斌说道,这些新方法的创建以及与低成本、高质量石墨烯制取技术的融合,将增进石墨烯新材料的商业应用于,为构建石墨资源的高效利用奠下基础。


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