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现在用玉米芯就能造出“万能”的石墨烯了

科普小知识2022-06-07 11:37:21
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现在用玉米芯就能造出“万能”的石墨烯了

根据传统印象,石墨烯只能来自石墨矿物。现在有了一种颠覆传统的新方法。我们的专家使用从玉米芯中提取糠醛和其他物质后剩余的纤维素作为原料来制备生物质石墨烯材料。同时,实现了大规模生产,产值超过1亿元。

近日,黑龙江大学与济南圣泉集团有限公司联合完成的“生物质石墨烯材料绿色宏观制备工艺”项目通过专家组评审。评估结果表明,该项目是从生物质中提取制备石墨烯材料的第一条国际技术路线。该方法绿色环保,成本低,质量高,具有生物质石墨烯材料优异的导电性。

生产常规石墨烯材料有三种主要方法,一是剥离石墨,二是对天然气、甲烷等进行化学气相沉积,三是还原氧化石墨。上述方法存在生产周期长、环境污染严重、生产能力有限等问题。

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,由傅红刚教授领导。他们开发了一种新方法,利用玉米芯中的纤维素进行化学重组,合成生物质石墨烯材料。该团队通过“基团配位组装碳分离法”实现了生物质石墨烯材料的大规模制备,并正在开发一种由玉米秸秆制备石墨烯的制备工艺。2014年,世界上第一条20吨生物质石墨烯材料的大型生产线建成,并于2016年扩大至100吨。这是生物质石墨烯材料首次应用于多种纤维复合材料,并成功地均匀分散。这是生物质石墨烯材料的成果首次转化,石墨烯纤维产品首次商业化。

在我国,仅玉米芯年产量就高达1亿吨,其中大部分集中在东北三省、山东省和河北省。年产100吨生物质石墨烯材料支撑的生产线可带来3-5亿元的产值。