[科普中國]-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，同時還實現(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)和濟南圣泉集團股份有限公司聯(lián)合完成的“生物質(zhì)石墨烯材料綠色宏量制備工藝”項目通過專家組鑒定，鑒定結(jié)果認為該項目在國際上首創(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，一種是對石墨進行剝離，第二種是對天然氣、甲烷等進行化學(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、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)功能無機材料化學(xué)實驗室是教育部重點實驗室，他們獨辟蹊徑利用玉米芯里纖維素進行化學(xué)重組，從而合成生物質(zhì)石墨烯材料。該團隊通過“基團配位組裝析碳法”實現(xiàn)了生物質(zhì)石墨烯材料的宏量制備，同時還在研發(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)合并成功實現(xiàn)均勻分散，首次實現(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，生物質(zhì)中僅玉米芯的年產(chǎn)量就高達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。（記者李麗云 實習(xí)生杜寒三）

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