元素百科为您介绍:广西大学已经掌握了石墨烯材料的生产技术。石墨烯正成为中国的“科技宠儿”。许多人期待着这种“神奇的材料”继续写下“科技改变生活”的下一个故事。石墨烯作为一种技术含量高、应用潜力广泛的碳材料,也逐渐应用于新能源开发。

石墨烯研究取得了新进展
2010年,石墨烯发明者获得诺贝尔物理学奖。现在,中国已经将石墨烯列为战略前沿材料之一。在广西,石墨烯的生产研究最近取得了重大进展,广西大学掌握了石墨烯大规模生产粉末材料的技术实力。
石墨烯制备方法
石墨烯由六方蜂窝晶格排列的碳原子组成,只有一个原子层厚度。目前,石墨烯常用的国际制备方法包括机械剥离法、化学气相沉积法、延伸生长法、氧化石墨烯还原法。然而,在最近接受广西大学可再生能源材料协作创新中心采访时,中心主任、国际知名电化学专家沈培康提出,上述方法中没有一种可以大规模生产粉末石墨烯。
沈培康指出,目前世界上主要生产二维石墨烯材料,合成成本高,工艺复杂,污染大,合成石墨烯通常受范德华力或悬挂作用的影响,市场上的二维石墨烯粉末材料本质上是石墨片而不是石墨烯。石墨烯三维化是突破二维石墨烯板应用瓶颈的关键技术。
石墨烯制备技术研究
在近年来的科学研究中,广西大学可再生能源材料协同创新中心发明了树脂裂解方法,这也是世界上为数不多的大规模生产粉末石墨烯的方法之一。广西在石墨烯制备技术方面取得了突破。
在广西大学石墨烯粉末生产小型试验基地,记者看到了制备三维石墨烯的设备。”我们的团队使用早期处理的自掺树脂材料,用镍制成低温石墨催化剂,然后用高温烧结炉烧结干燥,成为石墨烯粉末材料。”沈培康说,他们在制备石墨烯时设置了无污染的气体吸收装置。
目前广西大学小试基地年产粉石墨烯1.5吨,正在建设的中试基地年产粉石墨烯15吨。
记者在生产基地看到几个透明器皿里装着黑色粉末状物质,手感很轻。沈培康说,三维石墨烯1L的重量不到100克,大部分石墨烯结构为3-4层。研究人员还指出,用这种方法合成的三维多级孔自掺(氮、磷、硼等)石墨烯材料具有其他碳材料,包括商用石墨烯,如高比表面积、高导电性、自掺杂、多级孔结构等。
沈培康等石墨烯研究人员认为,随着石墨烯制备水平和应用技术水平的发展,石墨烯材料可以应用于超级电容器、锂电池、触摸屏、增强复合材料等更多的下游产品和领域。

