颠覆传统,用玉米芯纤维素制备石墨烯

2017-05-15 22:16:48 来源: 中国科技网 作者: 记者李丽云 实习生杜寒三

中国科技网讯(记者李丽云 实习生杜寒三)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。5月12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。该项目让玉米芯实现了高附加值和环保的华丽转身。

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,多年前就开始研究一种颠覆性的石墨烯材料制造技术。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。付教授团队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。

石墨烯材料的宏量制备是保证其大规模应用的前提,合成石墨烯传统方法存在能耗大、成本高、对环境不友好等问题。该团队利用天然生物质纤维素,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,突破了传统上主要依靠石墨矿物质制备石墨烯材料的现状。

该团队开创了以生物质为原料,利用配位组装法制备石墨烯材料先河,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。此举将大力推动我国天然生物质高值化利用水平。

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。

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责任编辑: 韩光睿
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