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新技術(shù)從玉米芯里“變出”石墨烯

傳統(tǒng)印象里石墨烯只能來源于石墨礦物質(zhì)，現(xiàn)如今有一種新方法顛覆傳統(tǒng)，我國(guó)專家利用從玉米芯中提取糠醛等物質(zhì)后剩余的纖維素為原料制備了生物質(zhì)石墨烯材料，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，已創(chuàng)超億元產(chǎn)值。近日，由黑龍江大學(xué)和濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司聯(lián)合完成的“生物質(zhì)石墨烯材料綠色宏量制備工藝”項(xiàng)目通過專家組鑒定，鑒定結(jié)果認(rèn)為該項(xiàng)目在國(guó)際上首創(chuàng)從生物質(zhì)中提取制備石墨烯材料的技術(shù)路徑，方法綠色環(huán)保、成本低，生物質(zhì)石墨烯材料質(zhì)量高、導(dǎo)電性優(yōu)異。
常規(guī)石墨烯材料生產(chǎn)主要有三種方式，一種是對(duì)石墨進(jìn)行剝離，第二種是對(duì)天然氣、甲烷等進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，第三種是氧化石墨還原法。以上方法存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、環(huán)境污染嚴(yán)重以及產(chǎn)能受限等問題。付宏剛教授帶領(lǐng)的黑龍江大學(xué)功能無(wú)機(jī)材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，他們獨(dú)辟蹊徑利用玉米芯里纖維素進(jìn)行化學(xué)重組，從而合成生物質(zhì)石墨烯材料。該團(tuán)隊(duì)通過“基團(tuán)配位組裝析碳法”實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)石墨烯材料的宏量制備，同時(shí)還在研發(fā)利用玉米秸稈制備石墨烯的制備工藝。在2014年建立了世界上首條年產(chǎn)20噸的生物質(zhì)石墨烯材料宏量制備生產(chǎn)線，并在2016年擴(kuò)產(chǎn)至年產(chǎn)100噸。首創(chuàng)將生物質(zhì)石墨烯材料應(yīng)用于多種纖維復(fù)合并成功實(shí)現(xiàn)均勻分散，首次實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)石墨烯材料的成果轉(zhuǎn)化和石墨烯纖維制品的商業(yè)化。在我國(guó)，生物質(zhì)中僅玉米芯的年產(chǎn)量就高達(dá)1億噸，大部分集中于東北三省、山東省、河北省，年產(chǎn)100噸生物質(zhì)石墨烯材料所支撐的產(chǎn)品線可帶來產(chǎn)值3—5億元。

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