中国从玉米芯里“变出”石墨烯 已量产创超亿元产值

来源：科技日报

2017-05-17

科技日报哈尔滨2017年5月16日电 传统印象里石墨烯只能来源于石墨矿物质，现如今有一种新方法颠覆传统，我国专家利用从玉米芯中提取糠醛等物质后剩余的纤维素为原料制备了生物质石墨烯材料，同时还实现了批量生产，已创超亿元产值。近日，由黑龙江大学和济南圣泉集团股份有限公司联合完成的“生物质石墨烯材料绿色宏量制备工艺”项目通过专家组鉴定，鉴定结果认为该项目在国际上首创从生物质中提取制备石墨烯材料的技术路径，方法绿色环保、成本低，生物质石墨烯材料质量高、导电性优异。

常规石墨烯材料生产主要有三种方式，一种是对石墨进行剥离，第二种是对天然气、甲烷等进行化学气相沉积，第三种是氧化石墨还原法。以上方法存在生产周期长、环境污染严重以及产能受限等问题。付宏刚教授带领的黑龙江大学功能无机材料化学实验室是教育部重点实验室，他们独辟蹊径利用玉米芯里纤维素进行化学重组，从而合成生物质石墨烯材料。该团队通过“基团配位组装析碳法”实现了生物质石墨烯材料的宏量制备，同时还在研发利用玉米秸秆制备石墨烯的制备工艺。在2014年建立了世界上首条年产20吨的生物质石墨烯材料宏量制备生产线，并在2016年扩产至年产100吨。首创将生物质石墨烯材料应用于多种纤维复合并成功实现均匀分散，首次实现了生物质石墨烯材料的成果转化和石墨烯纤维制品的商业化。在我国，生物质中仅玉米芯的年产量就高达1亿吨，大部分集中于东北三省、山东省、河北省，年产100吨生物质石墨烯材料所支撑的产品线可带来产值3—5亿元。

石墨烯是由单层碳原子构成的六角形蜂巢晶格的平面二维材料，理论厚度仅为0.34纳米，一片1毫米厚的石墨片由近300万层石墨烯堆垛而成，它具有优良的导热性能、力学性能、较高的电子迁移率、较高的比表面积和量子霍尔效应等性质。

一直以来，石墨烯都被认为是假设性结构，直到2004年英国曼彻斯特大学的两位科学家在实验室成功制备出石墨烯，才证实了它的存在。该项重大发现获得了2010年诺贝尔物理学奖。

由于是最薄、最强韧、导电导热性最好的纳米材料，石墨烯一经问世便被公认为21世纪最有前途的新材料，可广泛应用于微电子、物理、能源材料、化学、生物医药、航空航天、环保等领域。在制造工艺中加入石墨烯后，智能手机的触摸屏或将更薄、更轻，同时又最不易碎，手机充电或许只要几秒钟，计算机处理器的运转速度或将提高数百倍，等等。

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