鳞片石墨是一种非金属矿物质，结晶完整，片薄且韧性好，物化性能优异，具有耐高温、耐氧化、抗腐蚀、导热、导电性能强等特有的物理、化学性能。 鳞片石墨的导电性比一般非金属矿高100倍，是运用范围极为广范的导电材料。其中，锂离子电池就是利用鳞片石墨粉的导电性进行工作的。 在锂离子电池材料中，负极材料是决定电池性能的关键。作为一种高结晶度的石墨材料，鳞片石墨的粒度直接影响电极比表面积和边缘碳原子所占的比例，这与首次充电时的不可逆比容量有很大的影响，所以鳞片石墨在电池中起到至关重要的作用。 一、鳞片石墨具有电子导电率高、锂离子扩散系数大、嵌埋容量高和嵌埋电位低等诸多优点，所以鳞片石墨是锂电池最重要的材料之一。 二、鳞片石墨可以使锂电池电压平稳，减小锂电池中的内阻，可以使电池中电量储存时间长。增加电池的利用时间。 三、鳞片石墨可以减少锂电池中鳞片石墨粉的用量，使电池成本大大降低。 综上所述，鳞片石墨对锂离子电池来说，不仅能够延长电池使用时间，促使电压平稳，增强导电率，还可降低电池成本。

导读 为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。 石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。  再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。

为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。 石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。 材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。 再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。

石墨烯被称为“黑金”，又被称为“新材料之王”，是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料，极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。 石墨烯的制备上，多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用，单晶石墨烯工业组成办法仍未找到，因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体，一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点，也是推进职业开展的要害点。而在使用层面，未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。

日前，内蒙古石墨工业展开联盟树立大会成功举行，与会专家们针对全国石墨工业，特别是内蒙古石墨工业展开进行了观念论述。“现在，厦门大学以及全国几家闻名高校、石墨高新技能厂商已与内蒙古矿业集团达到开始意向，将充分使用内蒙古石墨资源优势和矿业集团工业优势，组成内蒙古石墨烯研讨院与石墨新材料研讨中心，全面协作展开石墨烯、石墨新材料范畴工业研制，树立石墨烯、石墨新材料产研一体化新业态协作形式和政府引导、使用带动、产学研用紧密结合的展开机制，活跃打造国家级石墨新材料工业展开研制渠道。”厦门大学工业技能研讨院院长卢英华在近来举行的内蒙古石墨工业展开联盟树立大会上如是说。 内蒙古矿业集团作为内蒙古石墨工业展开联盟的牵头单位，别离与厦门大学工业技能研讨院、姑苏中材非金属矿工业设计研讨院有限公司、内蒙古金彩实业集团、内蒙古元亨石墨矿业有限公司等8家单位签订了协作协议书。 在联盟树立大会上，针对全国石墨工业，特别是内蒙古石墨工业展开，工信部原材料工业司副巡视员吕桂新、内蒙古自治区政府副秘书长曹晓斌及内蒙古矿业集团党委副书记、总经理苏日勒格别离论述了各自的观念。工信部原材料工业司副巡视员吕桂新： 进步石墨采选、深加工技能水平 石墨是一种极为重要的非金属矿产，其加工制品广泛使用于冶金、机械、核能、兵器以及节能环保、电子信息、高端配备等范畴，各国政府都非常注重石墨资源的维护、开发和使用。近年来，跟着石墨烯新材料的研讨开发和工业化使用的打破，石墨作为一种战略资源的位置愈加凸显。 我国天然石墨资源储量丰厚。经过多年的尽力，我国在推动石墨资源开发和下流深加工方面获得了长足的前进和可喜的效果。可是，现在国内石墨工业展开与先进发达国家比较还有较大距离，存在着资源使用率较低、深加工水平不高、技能立异才能缺乏和工业链条短等问题。我国石墨资源优势并没有展开成工业优势、科技优势和经济优势，国内石墨工业依旧是大而不强，亟待经过以商场主导和政府引导相结合的方法来破解工业展开中的难点问题。 工信部高度注重石墨工业展开，近年来出台了多项方针措施，包含拟定并施行了石墨职业准入办理办法，树立了包含石墨在内的要点非金属矿计算系统，使用技能改造专项资金支撑石墨深加工，促进进步石墨深加工水平，进步石墨烯粉体质料高纯石墨的质量。工信部联合国家发改委和科技部联合发布的《关于加速石墨烯工业立异展开的若干意见》，清晰了2020年末前石墨烯工业展开方针、要点和路线图，并安排了石墨烯新材料效果鉴定和工业化推广使用。 内蒙古石墨资源储量大，矿石档次高、产品质量优，在石墨挖掘加工方面，具有必定的资源优势和工业根底。近年来，内蒙古依托一批科技归纳实力强的高校、科研机构和大厂商，在石墨工业技能研制和石墨烯产品开发使用方面获得了一系列效果。内蒙古应捉住内蒙古石墨工业联盟树立的机会，凝集各方面力气，瞄准石墨烯等前沿材料研制，坚持需求牵引与立异驱动相结合，环绕工业链构树立异链，加强职业共性关键技能研制和推广使用，着力补短板、调结构，推动供应侧结构性变革，把石墨工业打造成为一个有规划、有科技含量、有竞赛实力的新式工业，助力内蒙古经济增加和工业结构调整。 一同，内蒙古石墨工业展开联盟要充分发挥渠道的效果，做好石墨职业展开的支撑效劳;辅导和协助厂商执行好《石墨职业准入条件》，推动工业方针与国土资源、环保、安监、金融等方针的联动，使石墨工业真实成为绿色工业;加强知识产权维护，为石墨职业展开供给支撑;做好政府与厂商、厂商与厂商之间的信息沟通，活跃向政府提出好的方针和主张，引导厂商加强自律，营建公正的商场竞赛环境。 工信部将自始自终地支撑包含内蒙古在内的石墨资源富集区域进一步进步石墨采选、深加工出产技能，展开石墨烯新材料，促进石墨工业转型晋级。 内蒙古自治区政府副秘书长曹晓斌： 为石墨工业展开发明良好环境 内蒙古石墨工业展开联盟承载着自治区石墨工业展开的重担，内蒙古各级政府和部门将支撑联盟展开，为其营建良好环境。 跟着工业4.0脚步的加速，以石墨为引领的新材料工业现已到来。而跟着石墨对全球经济、科技、国防、环境等各范畴展开的影响越来越大，加速展开石墨工业已是大势所趋。 现在，内蒙古已探明的天然石墨资源储量位居全国前列，具有展开石墨工业得天独厚的优势。近年来，内蒙古瞄准前沿科技，活跃展开了石墨烯、石墨新材料等工业建造，并获得了显着成效。 依据《关于加速石墨烯工业立异展开的若干意见》要求，内蒙古自治区“十三五”规划提出“活跃展开战略性新式工业，做大做强新材料工业”的战略部署。现在，内蒙古自治区关于树立国家石墨新材料演示基地，以及石墨新材料工业基地建造方案已上报国家发改委。 内蒙古石墨工业展开联盟的树立，对引领内蒙古石墨工业展开，推动内蒙古资源优势向工业优势和经济优势转化具有重要意义。 往后，内蒙古将以联盟为渠道，以加速自治区石墨工业展开、抢抓工业转型为要点，全面推动内蒙古石墨烯、石墨新材料工业展开壮大。 对此，特提出以下三点期望： 一是搭建起内蒙古石墨工业立异渠道，发挥科技立异优势，不断会聚各方力气。要面向国际科技前沿和国家严重需求，活跃安排产、学、研、用联合攻关，注重技能立异，着力完善石墨全工业链，加速推动自治区石墨工业高端化、一体化、集约化展开。 二是搭建起内蒙古石墨工业引领渠道，立异安排办理架构，将工业上下流紧紧地凝集到一同，树立活跃可行的科研投入和效果转化机制，以及严重科研效果奖赏机制。要立异出资形式，招引更多的社会本钱投入到内蒙古石墨工业展开中来，推动内蒙古石墨工业展开。 三是搭建起内蒙古石墨工业展开效劳渠道。探究效劳展开新形式，加强石墨工业相关信息和数据的搜集、分析及发布，完善标准系统，做好信息沟通，为石墨职业展开供给全方位支撑。一同，要长于把老练完善的效劳展开形式推而广之，进一步助力内蒙古其他工业展开。 内蒙古矿业集团总经理苏日勒格： 石墨新材料成为展开的要点板块 石墨工业作为当时引领绿色工业的重要动能，已成为抢占科技立异制高点、加速经济转型、完成工业晋级的重要途径。客观而言，我国虽然是国际石墨贮存、出产、消费大国，但从整个工业展开链条看，仍以天然石墨输出为主，处在工业展开的最低端，高端产品少、归纳效益差的局势亟待改进，怎么维护好、使用好、发挥好这一战略性优势，已成为推动工业展开的难点地点。总书记高度重视石墨工业展开，屡次环绕工业研制、建造等方面进行调研辅导，并活跃为展开国际间工业协作穿针引线，这为内蒙古展开石墨工业供给了重要遵从和刚强动力。与此一同，面临石墨商场需求不断扩大、产品细分不断深化的客观局势，石墨工业在从头洗牌、立异打破中也迎来了可贵的严重机会。 内蒙古矿业集团作为自治区直属的资源型龙头厂商，承载着做大做强全区资源工业的重担。近些年，集团依照“资源工业化和资源本钱化偏重”的展开战略，环绕“工业布局考究效益、工业建造坚持效益、厂商经营遵守效益、厂商办理效劳效益”的展开理念，全力推动石墨新材料等7大工业板块建造，施行了总规划1300亿元的出资方案，财物总规划超越400亿元，正在朝着“实力杰出、业态高端、办理规范、国内一流”的千亿元级矿业厂商快速跨进。特别是石墨工业作为集团展开的要点板块，紧跟全球工业展开趋势，环绕打造自治区石墨工业中心力气、推动自治区资源优势高效转化的方针，以全区已探明优质石墨资源为根底，以国内尖端科研机构为依托，以集团多元化工业展开为支撑，发动施行了“2212”石墨新材料工业展开战略，即整合2个石墨资源，建造2个石墨工业园区，组成1个石墨工业展开联盟，树立2个石墨新材料科研机构。 内蒙古矿业集团新班子就任后，针对内蒙古大鳞片石墨资源在国内外的优势，活跃策划石墨新材料工业，坚持资源整合和工业展开偏重，并把石墨新材料作为集团公司七大工业板块的要点加以施行。本年7月，集团公司安排协作方内蒙古金彩实业集团、内蒙古元亨石墨矿业公司在深化证明和调研的根底上，先后对我国运载火箭研讨院、我国航天万源集团、姑苏中材非矿院、常州第六元素、江苏石墨烯研讨院、厦门大学、厦大石墨烯研讨院、厦大工业技能研讨院等单位进行了仔细调查。8月3日，其在福建省新式科技工业促进中心、厦大工业技能研讨院等理事单位的推动下，拜会了中科院院士、厦门大学田中群教授，并将内蒙古阿拉善盟大鳞片石墨部分样品送达厦大石墨烯研讨院进行检测和研讨。内蒙古石墨工业展开联盟从8月3日动议到举行树立大会，只用了两周的准备时刻。会议旨在推动各位理事单位和会员单位活跃参与内蒙古石墨工业协作，解内蒙古石墨工业展开布局及下一步展开协作要点;活跃推动矿业集团石墨新材料、石墨烯使用工业快速展开，为内蒙古经济结构调整和工业转型晋级做出应有奉献。 此次，内蒙古石墨工业展开联盟的树立标志着从研制、出产、加工到买卖为一体的石墨全工业链结构已开始构成，使内蒙古石墨工业展开掀开了簇新的华章。下一步，联盟将在一心一意搞好效劳、仔细做好和谐的一同，会同联盟一切理事单位、会员单位，着力整合优质石墨资源，树立石墨深加工基地;着力在科技立异上求打破，经过整合各类科研力气，切实加强石墨工业根底研讨、前沿技能研讨和使用技能研讨，引领全国石墨工业技能展开，促进产、学、研、用深度交融，全力进步效果转化功率;着力在构建完好工业链条上见实效，经过打造立异链，带动建造工业链，全面进步石墨工业技能含量，占据石墨工业价值链高端，依托科技前进做精做细内蒙古石墨工业;经过举行高峰论坛、学术交流、协作对接等活动，进一步进步工业位置，营建愈加稠密的工业展开环境。 到现在，各项工作正在稳步推动，石墨资源整合、工业园区建造、研讨中心组成都已获得实质性发展。

近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。 日前，在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上，石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视，成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处，能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。 人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代，下一个量子年代，石墨烯很或许锋芒毕露 和金刚石相同，石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是，因为原子结构不同，金刚石是地球上自然界最坚固的东西，石墨则成了最软的矿藏之一，常做成石墨棒和铅笔芯。 科学家介绍说，石墨烯是从石墨材料中剥离出来，只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲，石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过，留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。 这种只要一个原子厚度的二维材料，一向被以为是假定性的结构，无法独自安稳存在。直至2004年，两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯，证明了其可以独自存在，并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。 据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍，石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。 石墨烯的特色首先是薄，可谓现在世界上最薄的材料，只要一个原子那么厚，约0.3纳米，是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起，石墨烯比金刚石更硬，透光率高达97.7%，是世界上最坚固又最薄的纳米材料。 一起，它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒，是光速的1/300，十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手，比最能导热的银还要强10倍。 石墨烯的特性，也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时，石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动，并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方，在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电，或许可以做成活络的传感器材等。 “人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代，正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。 未来电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢 因为石墨烯的奇特功能，加上制备简洁、研讨视角多维，其运用潜力巨大、适用职业广大，成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻，已获得了许多令人震慑的研讨效果，称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。 高明说，从材料化学视点看，石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚，约占全世界的75%，其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。 石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料，用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通，石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。 可以说，石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好，可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高，可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具，石墨烯导热膜可用于手机高效散热…… 石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快，并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多，还无法存储足够多的电能。未来，跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进，电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢。 我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说，石墨烯的电子运转速度是硅的十倍，由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。 此外，科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发，正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕，仍是可以植入人体的可穿戴设备，都或许靠这样的石墨烯器材来完成。 高涛以为，即便在试验室条件下，石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战，真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合，不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破，发明更多更新更具颠覆性的运用，石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。 国内石墨烯研讨与国外底子同步，有望在不久的将来构成石墨烯工业 石墨烯一向是世界上的研讨热门，并在不断升温。近几年来，全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加，不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明，并且由此生宣布许多详细的研讨方向。 据了解，许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向，美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果，韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。 高涛说，整体来讲，世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡，一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程，给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。 高明以为，现在国内石墨烯研讨与国外底子同步，一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料，国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”，论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月，我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起，国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目，开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。 例如，清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨，开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。 受访专家指出，各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果，让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲，石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展，其限制要素或许说难点，首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间，高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理，还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了，但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了，颠覆性运用才会呈现。 不过科学家们也比较达观，近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。

石墨素有黑金之称，广泛应用于电子、汽车、医药、航空航天、海洋和核能等领域，是极其重要的的战略性资源。 一、天然石墨 天然石墨是富碳有机物在高温高压的地质环境长期作用下转变而成的，是大自然的恩赐。天然石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。 二、人造石墨 广义上，一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨。而狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘结剂，经过配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的块状固体材料，如石墨电极、等静压石墨等。 三、晶质石墨 晶质石墨(鳞片石墨)，矿石结晶好，晶体粒径大于1μm，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。 将鳞片石墨按固定碳含量分为四类：高纯石墨，高碳石墨，中碳石墨，低碳石墨。 高纯石墨：石墨的含碳量≥99.9%。 高碳石墨：94.0≤石墨的含碳量 中碳石墨：80.0≤石墨的含碳量 低碳石墨：50.0≤石墨的含碳量 四、隐晶质石墨 隐晶质石墨(土状石墨、无定形石墨、微晶石墨)，晶体粒径大于1μm，只有在电子显微镜下才能观察到其晶型。矿石可选性差，工业应用范围较小。 五、可膨胀石墨 可膨胀石墨(酸化石墨)，由天然晶质鳞片石墨，经酸性氧化剂处理后得到的一种石墨层间化合物，亦称为石墨酸、酸化石墨、氧化石墨。 六、膨胀石墨 可膨胀石墨在一定的温度下可以迅速膨胀为膨胀石墨。 七、柔性石墨 膨胀石墨具有良好的可塑性、柔韧延展性和密封性。膨胀石墨可进一步加工制成纸、箔等制品，具有不同于普通石墨的柔韧性，称为柔性石墨。 八、氟化石墨 氟化石墨是层间化合物的一种，它具有两种稳定的化合物形态：一种为聚单氟碳，另一种为聚单氟二碳。 九、胶体石墨 胶体石墨分为水基胶体石墨(锻造石墨乳)，油基胶体石墨，硅基胶体石墨等。 水基胶体石墨：由高纯超细石墨粉、水、高温黏结剂、悬浮液、分散剂和涂膜增强剂等组成。其生产分为提纯、超细粉碎、配置、包装等工序。 油基胶体石墨与硅基胶体石墨的生产工艺与水基胶体石墨基本相同。 十、石墨乳 石墨乳是将高纯超细石墨粉加入液体中并呈分散状态。 十一、等静压石墨 等静压石墨是指采用等静压成型方式生产的石墨材料。由于成型过程中通过液体压强均匀不变施压，制得的石墨材料性质优异，具有：成型规格大;坯料组织结构均匀;密度高，强度高;向同性(特性与尺寸、形状、取样方向无关)等优点，因此等静压石墨也称为“各向同性”石墨。 十二、浸硅石墨 目前仅德、美、俄生产。该产品是一种在宽温度区内具有高硬度和高机械强度、耐磨、耐腐蚀、润滑性好的新材料。与碳化硅制品相比，最大的特点是成品率高，价格较低廉。 十三、球形石墨 球形石墨是以优质高碳天然鳞片石墨为原料、采用先进加工工艺对石墨表面进行改性处理，生产的不同细度，形似椭圆球形的石墨产品。 十四、纳米石墨 纳米石墨是采用特殊的生产设备，先进的检测仪器，生产出的高纯、高碳纳米级石墨粉，经润滑、润滑油、拉丝、导电、油墨等行业应用，效果极佳。

石墨是碳的同素异构体之一，密度2100-2300kg/m’,莫氏硬度1-2.石墨矿藏属六方晶系，层状结构，同一网层中碳原子距离为1.42A，层与层之距离离为3.354A.层间以分子键衔接，具有杰出的天然疏水性. 石墨具有一系列的优秀特性，主要有如下几点. 1.耐高温石墨是已知的最耐高温的非金属材料之一，最高温度可达3800℃在高温条件下，石墨丢失最小.把各种材料在7000℃高温下烧lOs石墨丢失0.8%，碳化硅丢失1.7%，高铝刚玉丢失8.2%，最耐高温的金属氧化物—氧化错丢失12.9%。由此可见，石墨的耐高温功能是很杰出的. 2.导电性和导热性石墨的导电性尽管不能与铜、铝等金属相匹敌，但与一般材料比较，其导电性是适当高的，如比不锈钢高4倍，比碳素钢高2倍.但石墨的热导率和一般的金属不同，跟着温度的升高，导热系数下降，在极高的温度下，石墨趋于绝缘状况.因而，在超高温条件下，石墨的绝缘功能是很牢靠的。3.光滑性 石墨的摩擦系数小于0.1，鳞片越大，摩擦系数越小，光滑功能越好。 4.化学安稳性在常温下，石墨具有杰出为化学安稳性，耐酸碱和有机溶剂的腐蚀.但石墨的伉氧化能力差，450℃开端氧化，因而石墨及其制品不应在氧化气氛中运用. 5.特珠的抗热震功能 石墨的热膨胀系数很小，能抗骤冷骤热的化.当温度俄然发生变化时，不会发生裂纹. 6.可塑性 石墨具有杰出的可塑性，可碾成透光薄片. 因为石墨具有上述优秀功能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织，国防等工业邹门获得了广泛使用，主要用处如下： 1.耐火材料 石墨在冶金工业顶用来作石墨柑埚.在炼钢工业中作钢锭保沪剂、镁碳砖、冶金沪内衬等，用量约占石墨产值的25%以上。 2.导电材料 在电气工业中石墨广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、垫圈及显像管涂层等.此外，石墨还可作低温超导材料，高功率电池电极等.在这一方面，石墨遇到人工石书的应战，因为人工石墨中有害杂质的数量能够操控，且纯度高、报价低.尽管如此，因为电气工业的迅速发展以及天然鳞片石里的优秀性质，因而天然石墨消耗量仍是逐年添加。 3.光滑材料和耐磨材料石墨在机械工业中常作光滑荆(拔丝、拉管).光滑油往往不能在高速、高温、高压下作业，而石墨耐磨材料能够在-200-2000℃温度和高速滑动(l00m/s)下使用.许多运送蚀腐介质的设备广泛选用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承，它们工作时勿需加光滑油。 4.铸造 天然石墨最大的用处是用于铸造，用量占石墨总产址的1/3以上。 5.封腐蚀材杆石墨具有杰出的化学安稳性.通过特殊加工的石墨具有耐腐蚀、导热性好、浸透率低一级特色，很多用于热交换器、反响槽、凝缩器、焚烧塔、吸收塔、冷却器，加热器和过滤器等。在石油、化工、湿法冶金、酸碱出产、合成纤维、造纸等工业部门得到广泛使用。 6.国防和原子能工业石墨具有优秀的中子减速性，最早在原子反响堆中作减速剂.作为原子反响堆中的减速材料应具有高熔点、安稳、耐腐蚀等特色，而石墨完全能满意上述要求.在国防工业中，石墨复合材料可用来作固沐燃料火箭的喷嘴、的奔锥、宇肮设备零件、隔热材料和防辐射材料。 除上述用处外，石墨还可作除垢剂、抛光剂、颜料等。

近几年，下游新能源汽车市场的繁荣拉动了锂离子电池需求的增长，负极材料作为锂离子电池的四大关键材料之一，也迎来了更广阔的市场。而在负极材料中石墨类碳材料占据最主要市场。天然石墨负极VS人造石墨负极石墨负极材料分为人造石墨和天然石墨，二者结构相近，物理化学性质相同，但在实际应用中有较大差异，那么天然石墨和人造石墨究竟谁是锂离子电池的宠儿?定义(1)天然石墨石墨属复六方双锥晶类，呈六方板状晶体，常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱，但完好晶形少见，一般呈鳞片状或板状，集合体呈致密块状、土状或球状。天然石墨的种类较多，根据结晶形态不同，工业上将天然石墨分为致密结晶状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨三类。我国主要有鳞片石墨和隐晶质石墨两大类。天然石墨负极材料一般采用采用天然鳞片晶质石墨为原料。(2)人造石墨一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨，狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘结剂，经过配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的块状固体材料。人造石墨的骨料分为煤系、石油系以及煤和石油混合系三大类。其中煤系针状焦以及石油焦应用最广：一般来讲，高比容量的负极采用针状焦作为原材料，普通比容量的负极采用价格便宜的石油焦作为原料，沥青作为粘结剂。理化性质在理化性质方面，天然石墨与人造石墨既有共性，也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体，但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说，天然鳞片石墨的传热性能和导电性能最好、天然微晶石墨次之，人造石墨最低。两者性能有着各自的优缺点，应用领域也有所不同。天然石墨克容量较高、工艺简单、价格便宜，但吸液及循环性能差一些;人造石墨工艺复杂些、价格贵些，但循环及安全性能较好。微观形貌从上图中就可以看出天然石墨和人造石墨在形貌上的区别。天然石墨大小颗粒不一，粒径分布广，未经处理的天然石墨是不能作为负极材料直接使用的，需要经过一系列的加工后才能使用。而人造石墨在形貌以及粒径分布上就一致多了，一般认为，天然石墨的容量高，压实密度高，价格也比较便宜，但是由于颗粒大小不一，表面缺陷较多，与电解液的相容性也比较好，价格也会贵一些。生产制备天然石墨负极材料是采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、纯化、表面等工序处理制得，其高结晶度是天然形成的。人造石墨是将骨料和粘结剂进行破碎、造粒、石墨化、筛分而制成。基本的工序流程是一致的。某厂人造石墨制备流程动力电池更加宠爱人造石墨目前市场上负极材料主要以人造石墨与天然石墨为主，受益于动力电池的强劲需求，人造石墨以其可靠性和安全性成为了负极材料的市场主流。中国负极材料市场结构变动我国负极材料市场产量结构变化(吨)天然石墨和人造石墨负极材料性能不同，在实际应用中也会产生较大差别。根据最近几年负极材料市场结构和产量结构的变化可以看出，2013年，中国负极材料市场天然石墨占据主导。2014年以后，在负极材料市场的争夺中，更适用于动力电池的人造石墨市场占比超过天然石墨，并且逐年递增。预计未来几年，受新能源汽车应用影响，人造石墨占比将继续上升：目前国内新能源汽车锂电池所采用的负极材料大多使用人造石墨，新能源汽车在国家政策的扶持下呈爆发式增长阶段，带动动力电池的大幅增长，未来几年动力电池将是拉动人造石墨产量大幅上升的主要引擎。

石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段，随后即进入快速成长阶段;从2008年开始，尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后，关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。 下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。 一、专利分布 目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究，其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看，2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个，可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。 从石墨烯专利申请国别分布来看，2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国，其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面，欧盟排名第一，2013年共发表了7800篇论文;就国别而论，依然是中国排名第一，共发表了6649篇论文。 总体而言，目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是，从研究深度和创新性而言，非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布 从事石墨烯研究的机构比较广泛，包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作，例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。 从研究机构专利数量口径看，在前十名中，有4家机构来自韩国，4家来自中国，2家来自美国。并且，6家机构都是科研院所或独立科研机构，4家为企业。其中，专利数量最多的是韩国三星电子，其专利申请数量为210个，占全球总量的7.3%，其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布 从石墨烯研究领域分布看，全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。 中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域，发现研究热点分布于：(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用，而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。 四、最新研究成果 在石墨烯制备方面，最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上，目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯，但是这两种方法各有优劣。 在石墨烯应用方面，最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。 在众多最新研究成果中，属于中国研究机构的成果依然稀少，印证了前文中我们提到的，虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先，但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。

石墨制品是行业公认的战略性资源，石墨制品的用途随着用途的广泛性成为继稀土之后又一个受人人关注的焦点，那么石墨制品有哪些的特点呢? 1、耐高温：石墨制品是目前已知的最耐高温的材料之一。它的熔点为3850℃±50℃，沸点达4250℃。它在7000℃超高温电弧下10S，石墨的损失最小，按重量计石墨损失0.8%。由此可见，石墨的耐高温性能是很突出的。 2、导热性和导电性：石墨具有良好的导热性和导电性。它与一般的材料相比，其导热导电性是相当高的。比不锈钢高4倍，比碳素钢高2倍，比一般的非金属高100倍。 3、特殊的抗热震性能：石墨具良好的抗热震性能，即当温度突然变化时，热膨胀系数小，因而具有良好的热稳定性，在温度急冷急热的变化时，不会产生裂纹。 4、化学稳定性：常温下石墨具有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂的腐蚀。 5、润滑性：石墨的润滑性能类似于二硫化钼，摩擦系数小于0.1.其润滑性能随鳞片大小而变，鳞片愈大，摩擦系数愈小，润滑性愈好。

(埃菲社维也纳2月18日电)虽然电脑现已得到遍及运用,但铅笔仍是世界上必不可少的文具。人们现在留念铅笔的创造者奥地利人约瑟夫•哈特穆特250周年诞辰。    哈特穆特诞生于1752年2月20日，他的父亲是下奥地利阿斯珀恩的木匠。哈特穆特在维也纳学会了泥瓦匠的手工，后来成为建筑师，从前兴办过一家砖瓦厂。    其时写字用的笔质量低下，他决计创造一种新笔。他想了一个主见：将粘土与石墨粉混合在一起,做成笔芯形状，在火里烧制后放在蜡中冷却，这样在纸上就能画出痕迹。    他在石墨粉中参加恰当份额的粘土，使铅笔芯有必定的硬度。1792年，他在维也纳成立了自己的铅笔厂，直到今日，这家铅笔厂还在出产铅笔。    在中世纪，人们用铅和银棒写字，这种东西与其说是在写字不如说是在刻字。到了15世纪意大利制造出榜首根铅锡笔芯。     英国在1658年发现了石墨矿，它使写字东西发生了一场革新，虽然这种笔其时十分贵重。

石墨换热器是传热组件用石墨制成的换热器。制作换热器的石墨应具有不透性﹐常用浸渍类不透性石墨和压型不透性石墨。 结构 石墨换热器按其结构可分为块孔式﹑管壳式和板式3种类型。 块孔式﹕由若干个带孔的块状石墨组件拼装而成。管壳式﹕管壳式换热器在石墨换热器中占有重要位置﹐按结构又分为固定式和浮头式两种。板式﹕板式换热器用石墨板粘结制成。此外﹐还有沉溺式﹑喷淋式和套管式等(见蛇管式换热器﹑套管式换热器)。石墨换热器耐腐蚀功能好﹐传热面不易结垢﹐传热功能杰出。但石墨易脆裂﹐抗弯和抗拉强度低﹐因此只能用于低压﹐即便承压才能最好的块孔状结构﹐其工作压力一般也仅为0.3～0.5兆帕。石墨换热器的本钱高﹐体积大﹐运用不多。它首要用于﹑硫酸﹑醋酸和磷酸等腐蚀性介质的换热﹐如用作醋酸和的冷凝器等。 石墨管材依据其浸渍的材料不同，分为合成树脂浸渍、水玻璃树脂浸渍以及沥青浸渍。 特性 石墨换热器耐腐蚀功能好，传热面不易结垢，传热功能杰出。但石墨易脆裂，抗弯和抗拉强度低，因此只能用于低压，即便承压才能最好的块孔状结构，其工作压力一般也仅为0.3～0.5兆帕。 石墨换热器的本钱高，体积大，运用不多。它首要用于、硫酸、醋酸和磷酸等腐蚀性介质的换热，如用作醋酸和的冷凝器等。首要用在氯碱化工、石油化工、氟化盐、钛白、锆业、、氯化石蜡、单晶硅氟化工等出产职业。 分类 ①块孔式:由若干个带孔的块状石墨元件拼装而成。 ②管壳式：管壳式换热器在石墨换热器中占有重要位置，按结构又分为固定式和浮头式两种。 管壳式换热器(shell and tube heatexchanger)又称列管式换热器。是以关闭在壳体中管制的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简略，操作牢靠，可用各种结构材料(首要是金属材料)制作，能在高温、高压下运用，是现在运用最广的类型。 ③板式：板式换热器用石墨板粘结制成。此外，还有沉溺式、喷淋式和套管式等(见蛇管式换热器、套管式换热器)。 板式换热器是由一系列具有必定波纹形状的金属片叠装而成的一种新式高效换热器。各种板片之间构成薄矩形通道，通过半片进行热量交流。板式换热器是液—液、液—汽进行热交流的抱负设备。它具有换热效率高、热丢失小、结构紧凑轻盈、占地面积小、装置清洗便利、运用广泛、运用寿命长等特色。在相同压力丢失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。

中国石墨产品分为鳞片石墨和微晶石墨两大类：鳞片石墨指天然晶质石墨，其形似鱼鳞状，系由晶质(鳞片状)石墨矿石经加工、选矿、有的经提纯而得的产品;微晶石墨曾称土状石墨或无定形石墨，指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体，系由隐晶质(土状)石墨矿石经加工、有的经选矿、提纯而得的产品。 鳞片石墨根据固定碳含量分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨及低碳石墨4类。 依照产品粒径、固定碳含量共分为212种牌号，高纯石墨(固定碳含量大于或等于99.9%)主要用于柔性石墨密封材料，代替白金坩埚用于化学试剂熔融及润滑剂基料等; 高碳石墨(固定碳含量94.0%～99.9%)主要用于耐火材料、润滑剂基料、电刷原料、电碳制品、电池原料、铅笔原料、填充料及涂料等; 中碳石墨(固定碳含量80%～94%)主要用于坩埚、耐火材料、铸造材料、铸造涂料、铅笔原料、电池原料及染料等。 低碳石墨(固定碳含量大于或等于50.0%～80.0%)主要用于铸造涂料。 微晶石墨分为有铁要求者和无铁要求者2类，依照产品固定碳含量、最大粒径分为60个牌号，各种牌号石墨产品其外观要求产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石粒等杂物，产品不被其他杂质污染，其技术要求见下表。微晶石墨中酸溶铁含量不大于1%者，主要用于铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料及电池碳棒的原料等;无铁要求的微晶石墨主要用于铸造材料、耐火材料、染料及电极糊等原料。

水性涂料是国家发起开展的环境友好型涂料，但某些功用尚不及相应的溶剂型涂料，影响其开展。石墨烯具有共同功用，可改善水性涂料功用，促进其开展，给涂料作业者带来新的等待。石墨烯在涂猜中运用首先是改性溶剂型涂料，但用于改性水性涂料也有显着开展。改性办法可用共混法复合改性，也可用原位聚合和溶胶-凝胶技能复合法改性，还可用偶联剂润饰，一同实施不同的功用改性。 1 用钛酸酯偶联剂润饰水涣散改性石墨烯 按通用办法将石墨制成氧化石墨烯，向氧化石墨烯涣散液内分别参加钛酸酯和，在水浴加热法下发作反响，使氧化石墨烯复原并一同嫁接上钛酸酯偶联剂分子。将取得的混合液进行后处理和真空枯燥，得到粉末状改性石墨烯。 因为钛酸酯偶联剂对氧化石墨烯进行了表面润饰，不再发生聚会，故石墨烯水涣散体稳定性高，可长期储存，合适用于复合材料及涂层材料的制备。制备工艺简洁，出产效率高，出产进程和产品均能契合环保要求。 2 石墨烯与基体树脂共混复合水性涂料 2.1 水性导电涂料 石墨烯/聚酯树脂复合水性导电涂料。用Hummers法制备氧化石墨烯，经两步化学复原法得到有机分子润饰的石墨烯水溶液，参加聚酯、助剂和交联剂、催化剂，经液态共混，制备得到水性导墨烯涂料。该涂料具有高导电功用和力学功用，可运用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等范畴，具有广泛的运用价值。 2.2 石墨烯改性水性环氧树脂耐磨玻璃涂料 石墨烯改性的耐磨水性玻璃涂料由两组分组成，榜首组分为基体成膜物，第二组分为固化剂。其间榜首组分包含改性环氧树脂20%～40%、助剂0.5%～7%、氧化石墨烯0.1%～5%、偶联剂1%～2%，其他为水(均为质量分数);第二组分是胺类固化剂。在运用前将两组分混合，其间第二组分占混合物质量分数的3%～30%。该涂料具有硬度高、耐磨性好、与玻璃基底亲和力与附着力强、耐水、耐乙醇性好，且契合环保要求。别的制备办法简洁，具有重要的商业化运用价值。 2.3 石墨烯改性酸酯聚合物水泥防水涂料 用Hummers法制备的氧化石墨烯参加酸酯类聚合物乳液中，参加选用的助剂，按份额参加水泥，拌和涣散，制成氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。该涂料显着增加了酸酯类聚合物乳液成膜的抗拉强度;进步了耐水性;此外，氧化石墨烯丰厚的含氧官能团能够调理水泥水化产品晶体的成长，进步其抗拉强度和耐性。故氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料具有杰出的耐久性、抗渗性以及物理力学功用，运用远景宽广。 2.4 石墨烯改性聚酯树脂复合水性涂料 2.4.1 石墨烯/水性聚酯纳米复合乳液 将真空脱水的聚醚多元醇(N210)和TDI反响制得聚酯预聚体，参加二羟甲基引进亲水羧基，加中和盐基化，参加氧化石墨烯水溶液、去离子水和乙二胺进行乳化反响，减压蒸馏出后，滴加维生素C溶液进行原位复原反响，得到石墨烯/水性聚酯纳米复合乳胶树脂。该乳胶树脂可运用于静电防护、防腐涂层、建筑涂料等范畴，本发明工艺简洁、环保、合适大规模出产。 2.4.2 石墨烯/TiO2复合材料改性水性聚酯抗菌涂料 纳米TiO2作为光催化纳米材料的一种，有抗菌灭菌效果，但它关于可见光吸收率较低，纳米粒子趋向于集合，大大降低了其灭菌效果。在含纳米TiO2抗菌涂猜中，引进5%以下的石墨烯，显着进步涂料对可见光吸收率，并加强纳米TiO2的光催化活性和抗菌、灭菌才能，使改性后的水性聚酯在抗菌灭菌归纳功用方面有很大进步。而且具有杰出的表面功用、耐水性和力学功用。 3 石墨烯/聚酯原位聚合的水性导电涂料 石墨烯比较传统的碳系导电填料(炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维等)具有愈加优异的导电性及机械功用。 用二元胺对氧化石墨烯进行基化改性，后用化学复原康复石墨烯的共导电系统，使用石墨烯表面的—NH与—NCO封端的水性聚酯原位聚合，制得含石墨烯的水性聚酯导电涂料。 该导电涂料具有防辐射、抗静电、防腐蚀、耐磨等特性，可用于高分子材料、金属材料、纺织材料表面等方面。 4 用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯纳米复合涂料 中国科技大学Xin Wang等于2012年在《Surface& CoatingsTechnology》上宣布了他们的研讨论文：用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯复合纳米涂料，分3部分： (1)硅烷改性石墨烯纳米薄膜制备。用Hummers法制备氧化石墨烯(GO)，然后对GO水涣散体用化学复原成GNS，再用DCC(N,N'-二环己基碳化二亚胺)和3-基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功用改性，用超声波涣散1h，在70 ℃下拌和反响24 h，经后处理得到APTES功用改性的石墨烯纳米膜f-GNS。 (2)硅烷APTES封端的水性聚酯(WPU)制备。用异佛尔酮二异酸酯(IPDI)、聚氧化丙二醇、一缩二乙二醇和三羟甲基混合多元醇组成PU预聚物，再和二羟甲基反响，然后加APTES反响，得到APTES封端的水性聚酯(WPU)，产率86.3%，数均分子量28600(GPC测定)。 (3)溶胶-凝胶技能制备f-GNS/WPU纳米复合涂料。凭借超声波将f-GNS粉末涣散在去离子水中制成悬浮液，将APTES封端的WPU参加其间一同混合，用调理pH值，制成f-GNS/WPU纳米复合涂料。 用1H-NMR、FTIR、XPS、GPC、AFM、HRTEM等表征了GO、f-GNS的结构，根本验证了图1所示的分子结构式与反响进程，及f-GNS/WPU纳米复合涂料产品结构和组成。纳米复合物中的T1、T2和T3代表了单、二和三替代的硅烷键合，证真实APTES封端的WPU和f-GNS相邻的硅氧烷分子之间缩聚反响，构成共价键。 5 结 语 5.1 石墨烯具有共同功用，研制热潮在全球突起 石墨烯是当今世界发现的“至薄”的晶体材料，厚度只要1个碳原子，也是“至坚”材料之一，并具有高导电性、高导热性。猜测在航空航天、世界勘探、海洋开发、国防工业、国民经济各方面具有不可估量的运用远景，研讨热潮在全球突起，国内也起步不俗，开展较快。 5.2 石墨烯在改性涂料功用方面展现了新的远景 对石墨烯在导电、防腐、阻燃、导热和高强度等功用涂猜中都具有十分诱人的潜在远景。 石墨烯与各种涂料树脂经过物理共混、原位聚合和溶胶-凝胶技能等法复合;或用偶联剂润饰，或选用原位聚合等工艺。这些工艺在改性水性涂猜中均证明可行，且功用改善显着。水性涂料经石墨烯改性，其功用有望“更上一层楼”，其进一步开展可期。 5.3 石墨烯改性涂料研制脚步初迈，要正确促进石墨烯出产及运用的开发热潮继续升温，但应镇定对待。 对出产厂商而言，石墨烯出产技能是否到达世界最先进，是否契合清洁文明出产工艺要求，本钱是否合理，有许多技能作业要做。石墨烯在涂猜中的运用，国内有不少研讨作业和专利宣布，开展势头较好，但不能说“已入胜境”。石墨烯和涂料树脂复合办法、助剂挑选、功用性改善，研制的空间都很大。国内宣布石墨烯改性水性涂料的作业和专利多是实验室效果，要到达有用并产业化，要更多投入，有许多研制作业要做。

导读前不久，任正非在承受媒体采访时宣称，未来10至20年内会迸发一场技能，“我以为这个年代将来最大的推翻，是石墨烯年代推翻硅年代”，“现在芯片有极限宽度，硅的极限是七纳米，现已接近鸿沟了，石墨是技能前沿”。这儿说到的石墨烯，终究是何方神圣？它真的能带来推翻吗？扫描电镜下的石墨烯，显现出其碳原子组成的六边形结构。图片来历：Lawrence Berkley National Laboratory石墨烯——一种只需一个原子厚的二维碳膜——确实是种令人惊奇的材料。尽管姓名里带有石墨二字，但它既不依靠石墨储量也彻底不是石墨的特性：石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好，看起来颇有未来奇特材料的风仪。假如再把它的潜在用处开个清单——维护涂层，通明可弯折电子元件，超大容量电容器，等等——那简直是改动国际的发明。连2010年诺贝尔物理学奖都颁发了它呢！其实就在2012年，因石墨烯而取得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）和他的搭档曾经在《天然》上发表文章评论石墨烯的未来，两年来的开展也根本证明了他们的猜测。他以为作为一种材料，石墨烯“出路是光亮的、路途是曲折的”，尽管将来它或许能发挥严重效果，可是在战胜几个严重困难之前，这一场景还不会到来。更重要的是，考虑到工业更新的巨大本钱，石墨烯的优点或许不足以让它简略地代替现有的设备——它的真实远景，或许在于为它的共同特性量身定做的全新运用场合。 石墨烯终究是什么？ 石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。碳原子之间彼此连接成六角网格。铅笔里用的石墨就适当于许多层石墨烯叠在一起，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状。石墨、石墨烯、碳纳米管和球烯之间的联系。图片来历：enago.com由于碳原子之间化学键的特性，石墨烯很坚强：能够曲折到很大视点而不开裂，还能反抗很高的压力。而由于只需一层原子，电子的运动被约束在一个平面上，为它带来了全新的电学特点。石墨烯在可见光下通明，但不透气。这些特征使得它十分合适作为维护层和通明电子产品的质料。 可是合适归合适，真的做出来还没那么快。 问题之一：制备方法。       许多项研讨向咱们展示了石墨烯的惊人特征，但有一个圈套。这些美好的特性对样品质量要求十分高。要想取得电学和机械功能都最佳的石墨烯样品，需求最费时吃力费钱的手法：机械剥离法——用胶带粘到石墨上，手艺把石墨烯剥下来。诺沃肖洛夫团队捐赠给斯德哥尔摩的石墨、石墨烯和胶带。胶带上的签名“Andre Geim”就是和诺沃肖洛夫一起取得诺贝尔奖的人。图片来历：wikipedia尽管所需的设备和技能含量看起来都很低，但问题是成功率更低，弄点儿样品做研讨还能够，工业化出产？恶作剧。要论工业化，这手法毫无用处。哪怕你把握了全国际的石墨矿，一天又能剥下来几片……        当然现在咱们有了许多其他方法，能增加产值、降低本钱——费事是这些方法的产品质量又掉下去了。咱们有液相剥离法：把石墨或许相似的含碳材料放进表面张力超高的液体里，然后超声轰炸把石墨烯雪花炸下来。咱们有化学气相堆积法：让含碳的气体在铜表面上冷凝，构成的石墨烯薄层再剥下来。咱们还有直接成长法，在两层硅中间直接设法长出一层石墨烯来。还有化学氧化还原法，靠氧原子的刺进把石墨片层别离，如此等等。方法有许多，也各自有各自的适用范围，可是迄今为止还没有真的能合适工业化大规模推行出产的技能。        这些方法为什么做不出高质量的石墨烯？举个比如。尽管一片石墨烯的中心部分是完美的六元环，但在边际部分往往会被打乱，成为五元或七元环。这看起来没啥大不了的，可是化学气相堆积法发生的“一片”石墨烯并不真的是完好的、从一点上成长出来的一片。它其实是多个点一起成长发生的“多晶”，而没有方法能确保这多个点长出来的小片都能完好对齐。所以，这些变形环不光散布在边际，还存在于每“一片”这样做出来的石墨烯内部，成为结构缺点、简略开裂。更糟糕的是，石墨烯的这种开裂点不像多晶金属那样会自我愈合，而很或许要一向延伸下去。成果是整个石墨烯的强度要折半。材料是个费事的范畴，想鱼与熊掌兼得不是不或许，但必定没有那么快。显微镜下的一块石墨烯，伪色符号。每一“色块”代表一片石墨烯“单晶”。图片来历：Cornell.edu 问题之二：电学功能。       石墨烯一个有远景的方向是显现设备——触屏，电子纸，等等。可是现在而言石墨烯和金属电极的接触点电阻很难抵挡。诺沃肖洛夫估量这个问题能在十年之内处理。       可是为啥咱们不能爽性扔掉金属，全用石墨烯呢？这就是它在电子产品范畴里最丧命的问题。现代电子产品全部是建筑在半导体晶体管之上，而它有一个要害特点称为“带隙”：电子导电能带和非导电能带之间的区间。正由于有了这个区间，电流的活动才干有非对称性，电路才干有开和关两种状况——可是，石墨烯的导电功能真实太好了，它没有这个带隙，只能开不能关。只需电线没有逻辑电路是毫无用处的。所以要想靠石墨烯发明未来电子产品，代替硅基的晶体管，咱们有必要人工植入一个带隙——可是简略植入又会使石墨烯损失它的共同特点。现在针对这个范畴的研讨确实不少：多层复合材料，增加其他元素，改动结构等等；可是诺沃肖洛夫等人以为这个问题要真实处理，还要至少十年。 问题之三：环境危险。       石墨烯工业还有一个意想不到的费事：污染。石墨烯工业现在最老练的产品之一或许是所谓“氧化石墨烯纳米颗粒”，它很廉价，虽不能用来做电池、可弯折触屏等高端范畴，作为电子纸等用处却是适当不错；可是这东西对人体很或许是有毒的。有毒没关系，只需它老老实实呆在电子产品里，那就没有任何问题；可是前不久研讨者刚发现它在地表水里十分安稳、极易分散。尽管现在对它的 环境影响下断语还为时太早，但这确实是个潜在问题。 所以，石墨烯的命运终究怎么？       鉴于曩昔几个月里学界并无新的突破性发展，近来它的这波突发性“炽热”，恐怕本质上仍是本钱运转的炒作成果，应审慎对待。作为工业技能，石墨烯看起来还有许多未能战胜的困难。诺沃肖洛夫指出，现在石墨烯的运用仍是受限于材料出产，所以那些运用最初级最廉价石墨烯的产品（比如氧化石墨烯纳米颗粒），会最早问世，或许只需几年；可是那些依靠于高纯度石墨烯的产品或许还要数十年才干开发出来。关于它能否代替现有的产品线，诺沃肖洛夫仍然心存疑虑。 另一方面，假如商业范畴过度夸张其奇特之处，或许会导致石墨烯工业变成泡沫；一旦决裂，那么或许技能和工业的发展也无法解救它。科学作者菲利普·巴尔曾经在《卫报》上撰文《不要希望石墨烯带来奇观》，指出一切的材料都有其适用范围：钢坚固而沉重，木头简便但易腐，就算看似“全能”的塑料其实也是种种截然不同的高分子各显神通。石墨烯一定会发挥巨大的效果，可是没有理由以为它能成为奇观材料、改动整个国际。或许，用诺沃肖洛夫自己的话说：“石墨烯的真实潜能只需在全新的运用范畴里才干充沛展示：那些设计时就充沛考虑了这一材料特性的产品，而不是用来代替现有产品里的其他材料。” 至于眼下的可打印、可折叠电子产品，可折叠太阳能电池，和超级电容器等等新范畴能否发挥它的潜能，就让咱们平心静气拭目而待吧。

石墨烯是一种二维晶体，石墨烯独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性，例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20%的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积，并且几近透明，在很宽的波段内光吸收只有2.3%。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。 尽管石墨烯还没有实现大规模的产业化，但是，市场对于石墨烯的应用十分看好，就目前的研发成果显示，未来石墨烯将广泛应用于以下四大领域。 1.电子材料领域 作为电极材料，石墨烯是绝佳的负极材料，被认为是可以替代硅的芯片材料。另外，石墨烯在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。 据悉，英国曼彻斯特大型已经开发出仅有10至40个原子厚度的石墨烯LED屏幕，拥有超薄、可弯曲的特性。这意味着未来，电子设备的屏幕可以进一步降低厚度、更为灵活，甚至实现整体柔性化。 石墨烯在可穿戴设备领域也具有一定应用空间。例如，爱尔兰科学家正在开发基于石墨烯的灵活可穿戴传感器，并发现该传感器能够检测到用户最细微的动作，包括跟踪呼吸和脉搏。另外，该传感器还能实现自供电，也许未来能够应用在智能服装中。 2.散热材料领域 金属材料在散热应用方面存在难于加工、耗费能源、密度过大、导电、易变形以及废料难回收等诸多问题，几乎没有太大的降价空间。而纳米石墨烯导热塑料如应用在LED灯具等产品的散热上，其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的纳米新材料，是目前人类所发现的几乎完美的平面原子结构，其出色的导电、导热以及散热性能让各行各业均对其寄予厚望。 石墨烯是二维的单层碳原子晶体，与三维材料相比，其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射，并赋予其特殊的声子扩散模式。石墨烯所具有的快速导热与散热特性使得石墨烯成为极佳的散热材料，可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。 3.生物医学领域 石墨烯具有突出的力学性能和生物相容性，将其作为增强填料可显著提高生物材料的力学性能。 生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向，已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。石墨烯制成的生物传感器对生命分析领域的快速发展具有重要现实意义。在基因组测序技术领域，最近成功开发出来的DNA感测器，是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备，能探测DNA链的旋转和位置结构。该感测器利用石墨烯的电学性质，成功实现检测DNA序列的微观功能。 4.军工领域 从中国石墨烯产业技术创新战略联盟(简称联盟)获悉，为促进石墨烯在军工领域的推广应用，2015年1月16日，联盟将举行军工应用委员会成立授牌仪式。 我国政府和国防军工方面的领导和专家对石墨烯在军工领域的应用前景十分关注。据悉，今年年初，在哈尔滨召开的“石墨烯军工应用技术研讨会”上，总装备部、国防科工局、各军工集团相关领导、专家，以及石墨烯产业领域专家与企业家、军工及民口配套单位代表共同研讨石墨烯在军工方面的应用前景。 由于石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点，业内人士认为，石墨烯在航天军工等领域有广泛应用。据悉，我国科学家发现石墨烯可做太空动力源。通过对石墨烯在光作用下的运动现象的研究表明，石墨烯材料可将光能直接转化为动能，这标志着石墨烯材料将成为一种新的动力来源，这种动力源将远高于光压现象所产生的动力源。未来，石墨烯可能为星际探索、卫星变轨等提供无尽的动力。 结语 石墨烯由于优越的特性，业内预计未来5至10年，全球石墨烯产业规模会超过1000亿美元。更有乐观者认为，石墨烯的市场潜在规模至少在万亿元以上。就目前情况来讲，石墨烯市场化的最大阻碍是市场需求和价格，石墨烯未来产业化之路遥遥，需要政府的支持，和研发人员的开拓创新，相信通过共同努力，石墨烯将在更多的领域大放异彩。

不久前，LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品在青岛举行的2015我国国际石墨烯立异大会上被推出。石墨烯产品正快速从实验室走入百姓生活中，也由此引发了新一轮石墨烯工业化热潮。 中新网12月20日电不久前，LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品在青岛举行的2015我国国际石墨烯立异大会上被推出。石墨烯产品正快速从实验室走入百姓生活中，也由此引发了新一轮石墨烯工业化热潮。 12月20日，京津冀石墨烯工业展开联盟在北京五洲大酒店正式建立。该联盟在我国石墨烯工业技能立异战略联盟、唐山国家高新技能工业开发区等单位的联合支撑下，由中关村华清石墨烯工业技能立异联盟、东旭光电、清华大学、北京大学、中科院国家纳米研究中心、天津大学、河北工业大学等单位联合主张。 会上，河北省工业和信息化厅厅长邹平现场宣读了建立京津冀石墨烯工业化展开联盟的批复，清晰表态对京津冀石墨烯工业展开联盟建立的支撑。联盟建立后，河北省工业和信息化厅将重视和辅导其建造，极大提升了联盟含金量。 与此一起，在石墨烯工业化上很早就开端探究和布局的东旭光电也是本次联盟的主张单位之一。关于其工业位置，我国石墨烯工业技能立异战略联盟秘书长李义春标明：“现在，东旭光电已成为石墨烯工业展开出资布局的领军厂商。” 政府支撑京津冀石墨烯工业展开 石墨烯因奇特的特性和使用的广泛，被科学家预言将“彻底改变21世纪”。这也为其迎来了方针的“春天”——“十三五”规划主张清晰提出将加速打破新材料等范畴的中心技能，工信部等部委也联合发布了《关于加速石墨烯工业立异展开的若干定见》，提出要将石墨烯工业打造成先导工业。 定见提出，到2020年构成完善的石墨烯工业系统。一起，打造若干家具有中心竞争力的石墨烯厂商，建成以石墨烯为特征的新式工业化工业演示基地。 “正承意于此，咱们决议主张建立京津冀石墨烯工业联盟，以加速京津冀区域石墨烯工业展开。”大会安排方介绍说，该联盟将进一步整合京津冀石墨烯工业资源，大力构建以厂商为主体、商场为导向、产学研相结合的石墨烯全工业链的工业集合区。 该人士进一步解释道，经过联盟的带动效果，一致和谐三地资源。如在京津冀区域内和谐安排厂商联合展开有商场潜力的石墨烯工业使用技能，集合、打破工业要害和共性难题，进步工业立异才能和竞争才能，促进我国石墨烯工业满意国内高技能范畴的火急需求，扩展工业使用范畴，推动全工业链的展开。 在京津冀石墨烯工业展开联盟中，河北省工信厅与唐山市政府将扮演重要人物。在同等条件下将优先在方针、资金、人才等方面给予石墨烯工业支撑，一起，还将鼓舞省内外石墨烯范畴厂商、高等院校、科研院所等有关组织向唐山高新区集合，构成京津冀战略性新兴工业新高地。 “现在石墨烯工业展开重在研制根底，而京津冀在这方面具有全国最顶尖的配备，这是其它石墨烯工业基地无法比拟的优势。”东旭光电出资负责人王忠辉标明，在京津冀石墨烯工业联盟的支撑下，东旭光电有望完成跨越式展开。 东旭光电做石墨烯工业化排头兵 资料显现，东旭光电是国内最大的集液晶玻璃基板配备制作、技能研制及产品出产供应于一体的高新技能厂商。现在公司具有在建及建成10条G6液晶玻璃基板出产线，而跟着旭飞光电和旭新光电7条G5液晶玻璃基板出产线的注入，公司玻璃基板工业集群得以进一步强化。 “东旭光电的石墨烯工业布局首要环绕光电显演示畴打开，研制中的石墨烯产品可与现有光电显现产品彼此协同，增强产品的集约化效应。”王忠辉介绍说，因而东旭光电非常重视石墨烯作为新材料的技能研制和储藏，将其作为公司在新材料范畴的重要战略布局。 事实上，东旭光电早在2014年上半年即已着手在石墨烯范畴进行布局。上一年6月份，公司已与北京理工大学携手一起打造“东旭光墨烯技能研究院”，致力于石墨烯在通明导电膜、散热膜、锂电池负极材料等范畴的使用研究。经过半年多尽力，本年3月份，国内第一家以石墨烯新材料的技能研制、项目孵化和工业运营渠道——北京旭碳新材料科技有限公司正式建立，标明公司石墨烯工业化使用开端进入最终冲刺环节。 “现在，合资公司的研制正在稳步推动，相关项目研制已进入中试阶段，估计下一年或完成部分石墨烯产品的定型。”王忠辉介绍石墨烯工业开展时标明。 其实，此次北理工技能入股的三项创造专利技能归于不同维度石墨烯材料可控拼装制备技能，能够制备从一维石墨烯纤维到基底上三维石墨烯功用膜的系统性组成办法，在项目公司发动之初即已奠定了较高的技能起点。 与此一起，该公司又在本年4月与我国石墨烯工业技能立异战略联盟一起建立了北京东旭华清出资有限公司，加强在信息沟通、资源整合、战略规划、商场推广等范畴展开全方位的协作，打造专业的石墨烯投融资渠道。 关于公司继续在石墨烯工业方面的投入，王忠辉通知记者：“东旭光电活跃打造研制、出资等渠道首要期望经过多种方法推动石墨烯工业展开，力求公司完成石墨烯工业的跨越式展开。” 职业分析人士以为，活跃的工业布局和继续工业投入现已使得东旭光墨烯工业展开获得显着成果，已成为国内石墨烯工业展开的领军厂商之一。跟着京津冀石墨烯工业联盟的建立，东旭光电有望凭仗本身先发优势和雄厚实力成为工业化排头兵，引领京津冀石墨烯工业化展开。

❂  1.咱们为什么用不好高镍三元材料？高镍系统中，镍基材料吸水后会在表面生成强碱性的氢氧化锂和碳酸锂，易使浆料变成果冻状。一起,镍基材料吸水后，部分活性物质转化为没有活性的NiO，电化学功能削弱；残留的碳酸锂等在高压下分化会导致电池充放电进程中的产气现象；主张在高镍三元材料的出产中，要严格操控环境湿度，当镍含量超70%时，最好选用氢氧化锂为锂源，运用氧气气氛。 ——*清羽*❂  2.砂磨机在挑选研磨介质时需考虑哪些因素？砂磨机的研磨介质首要有玻璃珠、钢珠、硅酸锆珠，氧化锆珠、纯氧化锆等。在选用时，一要考虑化学组成，防止珠子天然磨损对浆料形成污染；二要考虑密度，比重越大的研磨珠研磨功率越高，但对触摸件磨损也越大，关于易涣散及附聚体较小的浆料，选用密度较小的珠粒，相反则应该运用高密珠粒；三是硬度，理论上硬度越大的研磨珠，磨损率越低；四是粒径，不阻塞筛孔的前提下，尽量选用较小的珠子。——干粉砂浆❂  3.为何袋式除尘器运用时间越久效果越差？因为除尘器外壳常常会有空气漏入，使袋室里的温度低于露点而呈现结露现象；布袋受潮致使尘埃不是松散地，而是粘糊的附着在布袋上，把布袋的透气孔眼堵死，透气性下降，然后形成收尘功率下降，通风不畅，能耗添加，除尘器压降过大，无法持续作业，有的乃至发作糊袋，无法收尘。   ——千岛炉业❂   4.怎么处理硅碳负极在充放电进程的胀大粉末化问题？     经过操控碳材料中硅的含量、减小硅的体积到纳米级，或许经过改动石墨质地、形状等，完成碳和硅的最佳匹配，还能够经过选用其他物质对硅材料进行包覆，促进胀大后的恢复，或选用更适宜的电极材料等一系列办法，都能够削减硅胀大带来的电极材料粉末化问题。  ——big battery ❂   5.在石墨选矿工艺上，维护大鳞片石墨一般选用什么工艺？ 滑石粉和碳酸钙在塑猜中都是做填充的，其意图首要有添加尺度稳定性；添加材料刚度；添加材料耐热功能；下降材料本钱四个方面。其间滑石粉形状是片状，具有更高的刚度，尺度稳定性和耐热温度，增强效果好，而碳酸钙一般都是粒状，所以其刚度等各个方面不如滑石粉，可是其报价更低价，而且白度高，一起对塑料冲击韧性影响小；别的，滑石粉对聚有成核效果，而碳酸钙在这方面效果不明显。   ——末夕晴ヽ21r ❂   6.什么是负极材料的石墨化？   负极材料石墨化是指高温下将碳原子由凌乱不规矩摆放转变为规矩摆放的六方平面网状结构，即石墨微晶结构，其意图是取得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、耐冲突等的功能。石墨化温度可高达3100℃，温度越高，石墨化微晶结构发育越完善。 ——Day Day UP ❂   7.氧化铝、刚玉、蓝宝石有啥差异？ 氧化铝、刚玉、红宝石和蓝宝石尽管称号各异，其形状、硬度、性质、用处也不相同，可是它们的首要化学化学皆是氧化铝。刚玉的首要晶型为α型氧化铝，混有少数不同氧化物杂质的优质刚玉就是大名鼎鼎的红宝石和蓝宝石；刚玉是多晶α-氧化铝材料，优质刚玉（宝石级刚玉）是一种氧化铝的单晶产品。  ——宝石猎人❂   8.粒度测验对介质有什么具体要求？最常用的液体介质是水，其次是无水乙醇及其他有机溶剂等。干法常用气体介质是紧缩空气或紧缩氮气。粒度测验对液体介质一般有下列要求: 1、纯洁；2、不与颗粒发作物理、化学反应；3、与颗粒具有杰出的亲和性（杰出的潮湿效果）；4、使颗粒处于恰当悬浮状况；5、介质与室温温差尽量小，以防样品池结雾。干法粒度测验对气体介质的要求是纯洁、枯燥、压力可调、无毒无臭、报价便宜等。  ——微观讲堂 欢迎报名参与 2017动力颗粒材料制备及测验技能研讨会 10.16-17上海世博展览馆4号馆2#会议室  本次会议旨在为国内外相关学者、工业界人士在动力颗粒材料使用方面的研讨供给沟通渠道，强化职业信息沟通，为锂电池、电容器、燃料电池、电动汽车电池技能打破做出奉献。  主办单位：我国颗粒学会动力颗粒材料专委会、我国粉体网 协办单位：纽伦堡会议（上海）有限公司 资助单位：细川密克朗(上海）粉体机械有限公司、丹东百特仪器有限公司、江苏密友粉体新配备制作有限公司 支撑单位：我国科学院宁波材料技能与工程研讨所、我国科学院进程工程研讨所、清华大学、我国科学院物理研讨所、我国科学院大连化学物理研讨所、我国电池工业协会、我国超级电容工业联盟、上海颗粒学会、北京粉体技能协会、东莞市亿富机械科技有限公司、石家庄日加粉体设备科技有限公司、江苏高准智能配备有限公司、临朐县追日机电设备有限公司、广州中卓智能配备有限公司、深圳市博亿化工机械有限公司、马尔文仪器有限公司、新乡市豪放机械设备有限公司、江苏前锦炉业设备有限公司、东莞市欧华机械有限公司、姑苏松远环保科技有限公司、安徽江川环保设备有限公司、广州番中电气设备有限公司 、贝克曼库尔特商贸（我国）有限公司、江苏新蓝智能配备有限公司、江苏欧卓运送设备科技有限公司  会议亮点  亮点一：动力颗粒材料政策性解读；亮点二：站在颗粒制备的视点，审视锂电池、钠电池、超级电容器、燃料电池等中心动力材料的好坏；亮点三：讨论新式动力颗粒（如石墨烯、碳纳米管、三元锂电正极、钠离子电池电极、金属锂）技能及其在动力存储与转化职业中的使用；亮点四：动力颗粒材料范畴及工业领军人物的最新技能成果沟通；亮点五：展览和会议结合，锂电材料、超级电容器制作配备、检测技能及使用一站式展现。 亮点六：项目对接。1、最新出产工艺寻求协作；2、国内多家锂电池，锂电材料出产厂商，新建项目负责人现场进行原材料，设备，仪器的收购咨询。  会议日程       击下方“阅览原文”了解会议

2017年能够说是有史以来环保查得最严的一年，8月7日，第四批中心环境保护监察发动。此前，中心环保监察组现已进行了三批监察。为什么本年环保查的这么严呢?近年来，跟着我国经济的飞速发展，环境污染问题现已不容忽视，防治污染刻不容缓。其间水资源的污染更是不容小觑，废水的管理也成为专家学者的要点研讨课题之一。那么被誉为21世纪的“奇特材料”的石墨烯对处理废水有哪些协助呢? 石墨烯是仅由一个原子厚度的碳原子构成的蜂窝状的二维平面碳纳米材料，表面没有活性基团，所以不能直接吸附水合金属离子或金属离子与简略阴离子的合作物，在石墨烯片层上复合一种其它的材料，组成多功用的石墨烯复合材料，能够大大缓解石墨烯简单聚会的状况，还能供给更优异的功用。还有石墨烯的一些衍生物也能够到达比石墨烯更好的吸附作用，下面就介绍几种石墨烯材料在废水中的用处。 1、石墨烯复合材料在染料废水处理中的运用 石墨烯复合材料不只能够处理石墨烯易于聚会的问题进而加速吸附染料的速率，并且赋予了材料新的功用。将用处理过的氧化石墨烯与金属离子溶液反响制备了石墨烯/Fe3O4复合材料，该材料不只能够有用吸附罗丹明B、酸性蓝、孔雀绿等多种染料，并且该材料在400℃条件下煅烧后能够重复运用，是处理染料废水的杰出材料之一。 2、氧化石墨烯在造纸废水中的运用 氧化石墨烯是石墨烯的一种常见的衍生物，其表面和边际具有很多的羟基、羧基及环氧基等含氧基团，具有杰出的化学稳定性、较强的亲水功用和优异的抗污染才能。氧化石墨烯能很好的涣散在水中，可经过真空抽滤、滴涂、旋涂、浸涂等传统办法在载体上构成由氧化石墨烯单原子薄片堆叠的层状别离膜。而相邻氧化石墨烯片层之间可构成具有选择性的二维通道，该通道与氧化石墨烯边际及其片上孔洞、缺点彼此贯穿，构成网络，构成传输途径，水分子能够以单分子层的方式无冲突地经过，一起氧化石墨烯片层间存在较强的氢键，使氧化石墨烯膜具有杰出的力学功用。以氧化铝陶瓷为基底，经过浸渍法制备完好的氧化石墨烯。用于处理造纸芬顿氧化出水，通量为3.10 kg/m2h，Mg2+、Ca2+和SO42-离子的去除率别离能到达71%、70%和54%，且具有较好的稳定性和抗污染才能。 3、氧化石墨烯对重金属离子的吸附 氧化石墨烯表面的含氧基团使得它具有杰出的亲水性，并且含氧基团能够和金属离子发作作用，然后能够别离富集水相中的金属离子。废水中常见重金属离子，其毒性大、散布广、含量低、不易降解，长时间在环境中涣散存在，终究经过生物富集作用被迫植物吸收，经过食物链进入人体，对人类的生计和健康发生严峻的影响。吸附是现在常用的一种处理办法，而吸附的功用决议了深度处理的作用。研讨标明，相同条件下，片状氧化石墨烯、碳纳米管和活性炭对Cu2+的富集量别离为46.6 mgCu/g、28.5 mgCu/g、和4~5 mgCu/g，显示出石墨烯的杰出吸附功用。  石墨烯因具有巨大的比表面积而展现出极强的吸附才能，能够被广泛运用于吸附水溶液中各类分子或离子。而单一的石墨烯因其聚会现象导致吸附才能低下，吸附平衡过久。可是石墨烯的复合材料和其衍生物能够处理这些问题。不过石墨烯载体材料在吸附运用方面还处于探究阶段，还有许多问题需求处理，例如进一步研讨石墨烯材料的循环运用，在研讨富集的一起研讨解吸进程，下降材料运用本钱。

中华人民共和国国家标准 GB/T3519—95 微晶石墨 Amorphous　graphite 代替　GB/T　3519—95 1　主题内容及适用范围 本标准规定了微晶石墨产品的分类、技术要求、试验方法、检验规则等。 本标准适用于微晶石墨的质量检验和质量验收。 2　引用标准 GB/T　3520　石墨细度检验方法 GB/T　3521　石墨化学分析方法 3　术语 微晶石墨：指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体。亦称土状石墨或无定形石墨。颜色灰黑或钢灰，有金属光泽，具滑感，易染手，化学性能稳定，能传热导电，耐高温，耐酸碱，耐腐蚀，抗氧化。由于其晶体细小，可塑性强，粘附力良好。 4　产品分类及代号 微晶石墨分为两类 a　有铁要求者为一类，用WT表示。 b　无铁要求者为一类，用W表示。 产品代号 产品代号由分类代号、固定碳含量、产品最大粒径构成。如：WT96-45(表示的为有铁要求的含碳量96%，最大粒径为45μm的产品)。 5　技术要求 外观要求 产品中不得有肉眼可见的木屑、铁屑、石粒等杂物，产品不被其他杂质污染。 微晶石墨产品技术要求 应符合表1　和表2规定。          表1　单位：%指标 代号固定碳挥发分水分酸溶铁筛余量用途不小于不大于WT99-45WT99-75990.8  1.0  0.15     15           铅笔、电池、焊条、石墨乳剂、石墨轴承的配料、电池碳棒的原料 WT98-45WT98-75981.0WT97-45WT97-7597  1.5    1.5  0.4WT96-45WT96-7596WT95-45WT95-7595    2.0WT94-45WT94-7594   0.7WT92-45WT92-7592       2.0       10WT90-45WT90-7590WT88-45WT88-7588  3.3   0.8WT85-45WT85-7585WT83-45WT83-7583  3.6WT80-45WT80-7580WT78-45WT78-7578  3.8  1.0WT75-45WT75-7575注：对细度有特殊要求者，由供需双方商定。 表2　单位：%指标 代号固定碳挥发分水分筛余量用途不小于不大于 WT90-45WT90-75903.0            3.0            10           铸造材料；耐火材料，染料、电极糊等原料 WT88-45WT88-75883.2WT85-45WT85-75853.4 WT83-45WT83-75831.5WT80-45WT80-75WT80-15080    2.0WT78-45WT78-75WT78-15078WT92-45WT92-7575WT90-45WT90-7570WT88-45WT88-7565  4.2WT85-45WT85-7560WT83-45WT83-7555  4.5WT80-45WT80-7550注：对细度有特殊要求者，由供需双方商定。 6　试验方法 外观检验用目测。 细度检验按GB/T3520进行。 水分、固定碳、挥发分、酸溶铁含量按GB/T3521　进行。 7　检验规则 批量 一次交付的同一牌号袋装微晶石墨以60t,　为一批，不足60t,　仍按一批计算。 取样 袋装微晶石墨按系统取样方法取样，即把一批产品中的每个袋按一定顺序排列，从1至n　袋产品中随机选一袋进行取样，然后每隔n-1袋抽一袋进行取样，每个袋中的取样量相同，将所取样品合并混匀，作为该批产品样品。 n按下式计算： n=N/100 式中N----每批产品中的袋数。 n-----每一取样袋所代表的袋数。 当计算的n　带有小数时，小数部分应舍去，当N≤100时，应从每个袋中取样。 取样时，用取样钎插入袋中抽取。每批取样量不得小于1kg。 制样 将所取样品倒在一个有足够强度和适当大小的正方形塑料薄膜或者牢固柔软的纸或布上，用翻滚法反复混匀(翻滚15次以上)。用四分法缩取500g的试样两份，一份试 验用，一份留作备样。 检验分类 微晶石墨产品分出厂检验和型式检验。 每批产品出厂检验均应进行固定碳、挥发分、水分、筛余量四项检验;固定碳含量小于94%的产品还应进行酸溶铁含量的检验。 型式检验按表1.表2进行全项检验。 有下列情况之一时，应进行型式检验。 a.新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定; b.正式生产后，矿源、生产工艺有较大改变，可能影响产品性能时; c.正常生产时，应一季度进行一次检验; d.产品长期停产后，恢复生产时; e.产品出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时; f.有关质量监督机构提出进行型式检验要求时。 判定规则 所检验项目除水分外全部合格者为合格品。若一项或几项不合格，应从同一批量中加倍取样，对不合格项进行一次复检，以复检结果为检验结果。 复检样品应从加倍的袋数中抽取，按第六章规定的方法检验。 水分大于表1.表2.中数值时，超过部分应在计算重量时扣除。但不能超过表1表2所列数值的1.5倍。 如果对产品质量或检验结果有异议，应在收到产品或检验结果两个月内提出，用备样进行复验。如仍有争议，经双方协商不能解决，应申请由有关质量监督部门仲裁。 包装、标志、运输、贮存 微晶石墨一般应用袋装。包装袋要求坚固、整洁、美观。包装材料可选用二层牛皮纸袋或塑料薄膜袋，外套编织袋或纤维乳胶袋。 包装规格可分为五种，见表3。 表3单位：kg包装重量253040501000允许误差±0.2±0.2±0.2±0.3±10.0标志应直接印在包装袋上，标志内容为： a.产品名称; b.　注册商标; c.产品代号; d.　重量(kg); e.　批号或出厂日期; f.　制造厂名。 每批产品均应有合格证。每个合格证上应标明产品名称、制造厂名、商标、产品代 号、执行标准、检验结果、批号或出厂日期、批量、检验员号码及检验部门印章。 贮运中应分批、分产品代号堆放，严禁混淆、污染、受潮，并注意防雨、防雪、防破损。

胀大石墨是一种新式的功用性碳素材料。成蠕虫状物质，因而也叫蠕虫石墨。19世纪60年代初期，Brodie将天然石墨与硫酸和硝酸等化学试剂作用后加热，发现了胀大石墨。 胀大石墨的结构和性质 从外观看来，胀大石墨是一种疏松多孔而富于柔软性的物质，其比重特别小，有较大的比表面积，一般可达50-200m2/g，孔径根本以中、大孔为主;从微观结构上看，一个石墨蠕虫由多个“微胞”衔接在一起组成;从微观结构上看,微胞内又有许多细微孔隙,构成了胀大石墨丰厚的孔隙结构。 胀大石墨特殊的结构和特性使其具有天然石墨的性质外，还具有其它优秀的性质：①极强的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑性;②极强的抗高温、低温、抗腐蚀、抗辐射特性;③极强的抗震特性;④极强的电导率;⑤极强的抗老化、抗歪曲的特性。 胀大石墨的制备 现在胀大石墨首要由天然鳞片石墨经插层处理、水洗、枯燥、高温胀大制得。 1石墨制备可胀大石墨 石墨晶体是由碳元素组成的六角网平面层状结构。而层与层间以范德华力结合，结合力弱，并且层间间隔较大。因而，在恰当的条件下，酸、碱金属、盐类等多种化学物质可刺进石墨层间并与碳原子结合构成可胀大石墨。 可胀大石墨 天然石墨制备可胀大石墨的办法有化学氧化法、电化学法、超声氧化法、气相分散法等。 化学氧化法是将氧化剂、插层剂与鳞片石墨混合后，在必定温度下充沛反响再进行水洗和枯燥。制备过程中，氧化剂和插层剂的品种、浓度以及反响的温度、时刻等都是影响胀大石墨功用的重要因素。化学氧化法是工业上使用最多和最老练的办法。现在化学氧化法制备可胀大石墨首要是选用浓硫酸为主体来制备可胀大石墨。 2可胀大石墨制备胀大石墨 可胀大石墨的胀大是使用瞬间的高温，将插层物气化，发作胀大力，使石墨片层别离，体积胀大。依据加热方法不同分为高温加热胀大和微波胀大。 3爆破法直接制备胀大石墨 爆破法制备胀大石墨，一般选用KClO4、Zn(NO3)2·2H2O、HClO4等作为胀大剂与石墨制成混合物或烟，加热或点燃后，使用烟低速爆破时发作的热量，一起发作氧化相和插层物，从而使石墨发作“爆破”式的膨化，制得胀大石墨。 胀大石墨的发展方向 1特殊用处的胀大石墨 实验标明，石墨蠕虫具有吸收电磁波的功用，这一性质使胀大石墨具有很高的军事使用价值。美国军队和我军都已进行了这方面的实验研讨。这种胀大石墨有必要满意以下要求：(1)开端胀大温度低，胀大体积大;(2)化学性质安稳，贮存5年，胀大倍率根本不衰减;(3)胀大石墨表面呈中性，对弹壳无腐蚀。 2颗粒胀大石墨 小颗粒胀大石墨首要指300意图可胀大石墨，其胀大容积为100ml/g，该产品首要用于阻燃涂料，其需求量很大。 3高开端胀大温度的胀大石墨 高开端胀大温度的胀大石墨开端胀大温度为290-300℃，胀大容积≥230ml/g。这类胀大石墨首要用于工程塑料和橡胶的阻燃，该产品已由河北农业大学研制成功并申请了国家专利。 4表面改性石墨 胀大石墨作阻燃材料时，触及到石墨与其他组分的相溶性问题，因为石墨表面的矿化度很高，它既不是亲油性物质，也不是亲水性物质。所以有必要对石墨表面进行改性才干处理石墨与其他组分的相溶性问题。有人曾提出将石墨表面变白，即在石墨表面掩盖一层巩固的白色薄膜，这是一个很难处理的问题，触及膜化学或表面化学的问题，实验室或许做到，工业化存在难题。此类白色可胀大石墨首要用来做阻燃涂料。 5低开端胀大温度、低温胀大石墨 此类胀大石墨开端胀大的温度为80-150℃，600℃时胀大容积达250ml/g。制备满意这一条件的可胀大石墨难点在于：(1)挑选适宜的插层剂;(2)烘干条件的操控和把握;(3)水分的测定;(4)环保问题的处理。

石墨烯(Graphenes)：是一种二维纳米碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接，结合办法为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。 1、石墨烯的根本特性和制备办法 石墨烯(Graphenes)：是一种二维纳米碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接，结合办法为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。 石墨烯是已知的世上最薄、最坚固的纳米材料，它几乎是彻底通明的，只吸收2.3%的光;导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子搬迁率超越15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约1Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子搬迁的速度极快，因而被等待可用来开展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。因为石墨烯实质上是一种通明、杰出的导体，也合适用来制作通明触控屏幕、光板、乃至是太阳能电池。图1 石墨烯的结构示意图 石墨烯首要制备办法图2 石墨烯制备办法优缺点比较 制备石墨烯常见的办法为液相剥离法、氧化复原法、SiC外延生长法和化学气相堆积法(CVD)。液相剥离法是在溶液中首要依托机械力的作用，战胜石墨层间的范德华力，将体相石墨剥离成单层或少层石墨烯的办法。现在最常用的剥离设备是超声发生器，存在扩大难、功率低及石墨烯层数较厚等问题。 氧化复原法是经过将石墨氧化，增大石墨层之间的距离，再经过物理办法将其别离，最终经过化学法复原，得到石墨烯的办法。这种办法操作简略，产值高，可是产品质量稍差。一般运用的剥离设备是超声发生器，氧化复原设备是反应釜，导致扩大难及氧化复原功率低一级问题。 SiC外延法是经过在超高真空的高温环境下，使硅原子提高脱离材料，剩余的C原子经过自组方式重构，然后得到根据SiC衬底的石墨烯。这种办法能够获得高质量的石墨烯，可是这种办法对设备要求较高。 CVD法是现在最有或许完成工业化制备高质量、大面积石墨烯的办法。这种办法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特色，但现阶段本钱较高，工艺条件还需进一步完善。这些办法中最有或许规模化的低本钱制备办法是液相剥离法和氧化复原法。 2、超重力氧化复原法制备石墨烯 2.1 超重力技能介绍： 超重力技能是使用旋转填充床(RPB)发生的比地球重力大得多的超重力环境，强化物质的传递、混合、传热及化学反应的技能。 自世纪面世以来，在国内外遭到广泛的注重，因为它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易工作、易修理、安全、牢靠、灵敏以及更能适应环境等长处，使得超重力技能在化工、环保、材料等工业领域中较广泛应用。 超重力工程技能的特色：具有微观混合特性;具有极大的强化传质特性;能发生均匀而有梯度的剪切作用;扩大作用不明显等。图3 年产1万吨超重力法纳米碳酸钙出产线 2.2 超重力氧化复原法制备石墨烯：图4 超重力氧化复原法制备石墨烯研讨布景图5 超重力氧化复原法制备石墨烯根本工艺 2.3 超重力法氧化石墨剥离技能 (1)剥离时刻对氧化石墨烯功能影响：图6 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图7 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯TEM相片 (2)氧化石墨溶液浓度对氧化石墨烯功能的影响图8 不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图9 不同溶液不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯层数示意图 由图9标明：G峰的波数越高，层数越少，G’峰的波数越低，层数越少。D峰和G峰的强度比ID/IG数值越大，缺点程度越高 (3)旋转床办法和超声法制备氧化石墨烯功能比照图10石墨烯循环伏安曲线图(a)经旋转床剥离后制备石墨烯CV曲线;(b)经超声剥离后制备石墨烯CV曲线;(c)两种办法制备石墨烯在10mV/s下CV曲线 成果显现：旋转床办法制备的石墨烯比电容量为225F/g，而超声办法制备为175 F/g。图11 两种办法制备的石墨烯沟通阻抗值比较 旋转床制备的石墨烯沟通阻抗值约为7.5Ω，超声反应釜制备的石墨烯沟通阻抗值约为14Ω，阻抗值更小，导电率更大，选用四探针法测定的石墨烯均匀电导率，RPB剥离的为312.8S/m，超声反应釜的为278.1 S/m 。 2.4 超重力复原技能 (1)温度对超重力复原法制备石墨烯的影响图12 不同复原温度下制备石墨烯的CV曲线图13 不同复原温度下制备石墨烯的EIS曲线 (2)不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响不同复原剂制备石墨烯TEM相片不同复原剂制备石墨烯红外光谱相片 图14不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响 由图14能够看出，VC(抗坏血酸)和复原作用较好，复原程度较高，含氧基团特征峰强度低 。 (3)超重力法和惯例办法复原氧化石墨烯的作用比照图15 超重力法和惯例法制备石墨烯XPS成果比照 小结：3、超重力液相剥离法制备石墨烯图16 超重力液相剥离法制备石墨烯设备图17 超重力液相剥离法制备石墨成果 横向尺度150nm, 厚度3-9层，浓度：0.3mg/ml; 产率：3%; 溶剂为水 4、总结 (1)超重力氧化复原法制备石墨烯具有产品质量高，出产功率高，易产业化的特色。 (2)超重力直接剥离法具有本钱低，产品质量好，易产业化的特色。 (3)这种技能也有望用于其它层状材料,如：高岭土、蒙脱土、云母等的剥离及深加工，欢迎合作开发。

石墨烯是近年被发现和组成的一种新式二维平而碳质纳米材料。因为其别致的物理和化学性质，石墨烯己经成为备受瞩目的科学新星，是纳米材料范畴的一大研讨热门。在石墨烯的研讨中，根据石墨烯的无机纳米复合材料是石墨烯迈向实践使用的一个重要方向。金属/石墨烯纳米复合材料金属/石墨烯纳米复合材料是经过将金属纳米粒子涣散在石墨烯片上构成的。现在，对该类复合材料的研讨首要会集在用贵金属等功能性金属纳米粒子润饰石墨烯，这不只能够得到比金属自身功能更优越的复合材料，显现出潜在使用价值，并且能够削减贵金属的耗费，具有很大的经济价值。石墨烯与铂系金属的复合用表而积大、导电性好的碳材料负载纳米尺度的铂系催化剂能够明显进步其在质子交流膜燃料电池(PEMFC)中的电催化功能。这不只能够使催化剂表而积最大化，以利于电子的传递，并且导电性的支撑材料起到了富集和传递电子效果。现在所用的首要支撑材料是炭黑，但因为石墨烯有着愈加优异的功能，所以被以为是更为抱负的支撑材料。美国圣母大学的Kamat等用NaBH、复原H2PtCh与氧化石墨烯的混合液，组成了Pt/CE纳米复合材料，所得的复合材料在氢氧燃料电池中的电催化活性(161mW /cm2)高于无支撑的Pt (96mW/cm2)，标明石墨烯是开展电催化的有用支撑材料(图1)。图1 Pt/GE电催化反响暗示图南京理工大学汪信课题组提出了制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:先制备氧化石墨，并超声剥离成氧化石墨烯;然后将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯表而;终究复原构成石墨烯/金属纳米复合物(如图2所示)。别的，微波法是一种快速有用地制备金属/石墨烯复合材料的办法。图2制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:1)将石墨氧化得到层间隔更大的氧化石墨，(2)将氧化石墨剥离得到氧化石墨烯片，(3)将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯片上，(4)将氧化石墨烯复原成石墨烯，得到金属/石墨烯纳米复合材料石墨烯与金属Ag的复合南京理工大学汪信课题组以氧化石墨烯为基底，用AgNO3,葡萄糖及经过银镜反响，制备出具有高反射率的Ag纳米粒子薄膜。Ag的附着导致薄膜中氧化石墨烯拉曼信号的增强，其增强程度能够经过氧化石墨烯片在Ag纳米粒子的数量进行调理。图3 一步组成Ag/GO复合材料暗示图Pasrich等将Ag2SO4、参加含KOH的氧化石墨烯悬浮液中，因为氧化石墨烯上的轻基具有酚的弱酸性，在碱性条件下生成酚盐阴离子，酚盐阴离子经过芳香族亲电取代反响将电子搬运给Ag+，使Ag+被复原，生成Ag/CO复合物(如图3所示)，用胁复原该复合物得到了Ag/CE复合物。石墨烯与其他金属材料的复合Stark等不必表而活性剂，以石墨烯作为涣散剂包裹在Co表而;然后与聚合物(PMMA,PEO)复合，得到了CE/Co/聚合物复合材料。该材料结合了金属与聚合物的优异功能，为石墨烯供给了一个新的使用途径。Warne:等用简略的办法将CoCl2纳米晶附着在石墨烯上，HRTEM显现CoCl2纳米晶在石墨烯表而发作平动和滚动，终究结组成单个晶粒，在真空下退火可将CoCl2转化成Co，构成Co/CE复合物。该项研讨显现出用石墨烯作为HRTEM分析支撑薄膜的使用远景。半导体/石墨烯纳米复合材料石墨烯因为其共同的电学性质，使得其与半导体材料的复组成为一个热门研讨课题。石墨烯作为半导体纳米粒子的支撑材料，能够起到电子传递通道的效果，然后有用地进步半导体材料的电学、光学和光电转化等功能。例如，用作锂离子电池(LIB)电极材料的半导体纳米粒子与石墨烯制成纳米复合材料，能够有用阻比纳米粒子的聚会，缩短锂离子的搬迁间隔，进步锂离子嵌入功率;一起，能够缓解锂离子嵌入-嵌出所形成的体积改变，改进电池的循环安稳性。石墨烯与TiO2的复合TiO2因其安稳、无污染的特性而成为最佳的光催化材料之一。因为光激起TiO2发生的电子空穴对极易复合，所以使用石墨烯共同的电子传输特性下降光生载流子的复合，然后进步TiO2光催化功率成为了一个研讨热门。图4 (a) TiO, /GE及其受紫外光激起暗示;(b)以石墨烯为载体组成多组分催化体系暗示图美国圣母大学的Kamat等将氧化石墨粉末参加TiO2胶体涣散液中超声，得到包裹着TiO2纳米粒子的氧化石墨烯悬浮液，在氮气的维护下用紫外光照耀悬浮液，得到TiO2/CE复合材料。TiO2作为光催化剂将光电子从TiO2搬运至氧化石墨烯片上，紫外光被以为起到了复原剂的效果(图4a)。该法不只供给了一种氧化石墨烯的紫外光辅佐复原技能，并且为取得具有光学活性的半导体/石墨烯复合材料拓荒了新的途径。最近，该课题组初次组成了以石墨烯为载体的多组分催化体系，他们首要经过光激起将电子从T1O2转至氧化石墨烯片上，部分电子用于氧化石墨烯的复原，其他的电子储存在复原后的石墨烯片上;然后向石墨烯悬浮液引进AgNO3，储存在石墨烯片上的电子将Ag+复原成Ag，然后组成了TiO2和Ag处于别离方位的二维TiO2/Ag/CE催化体系(图4b)。石墨烯与Co3O4的复合Co3O4是一种重要的磁性P型半导体，在催化剂、磁性材料、电极材料等范畴有着很大的使用价值Co3O4与石墨烯的复合被以为能够改进其功能并扩展其使用范畴。图5使用金属有机前驱体组成Co/GE和Co3O4/GE复合材料暗示图Yang等研讨了使用金属有机前驱体组成金属或金属氧化物与石墨烯的复合材料的办法，他们用酞著钻(CoPc)与氧化石墨烯片在中混合后用胁复原，组成了CoPc/CE复合物;然后将所组成的复合物在维护下高温分化生成Co/CE复合物;终究将Co/CE复合物在空气中氧化生成Co3O4/CE复合物(如图5所示)。石墨烯与SnO2的复合现在，SnO2的一个重要开展方向是代替碳材料作为锂离子电池(LIB)负极材料，但因为SnO2充放电过程中体积改变大，然后下降了其循环安稳性。研讨者期望经过其与石墨烯的复合来改进这一点。石墨烯与ZnO的复合ZnO半导体因为具有宽的带隙和较大的激子结合能，在场发射显现器、传感器、晶体管等范畴具有潜在的使用价值。国内外研讨者期望经过其与石墨烯的复合进一步扩展其使用规模。图6水热法在石墨烯片上组成规矩摆放的ZnO纳米棒暗示图Park等研讨了经过水热法在石墨烯片上组成ZnO纳米棒阵列的办法:首要经过化学气相堆积法(CVD)使石墨烯在涂有Ni的SiO2/Si基片上成长(图6a};然后将涂有聚甲基酸甲酷CPM M A)的基片浸入HF中得到游离的PMMA/CE(图6b);再将起维护效果的PMMA溶解在中;终究别离经过两种办法在石墨烯上水热组成了规矩摆放的ZnO纳米棒。石墨烯磁性纳米复合材料人们不只研讨了半导体化合物与石墨烯的复合，还使用其他功能性无机化合物纳米粒子润饰石墨烯。如用磁性纳米粒子润饰的石墨烯材料在电磁屏蔽、磁记录及生物医学等范畴具有宽广的使用远景，是石墨烯复合材料研讨的一个重要方向。结语及展望根据碳纳米管的无机纳米复合材料因为其优秀的性质己经在生物医药、催化、传感器等使用范畴得到了广泛而深化的研讨。与碳纳米管比较，石墨烯具有类似的物理性质、更大的比表而积和更低的生产成本，所以石墨烯是代替碳纳米管组成碳基无机纳米复合材料的抱负基体材料。尽管与石墨烯/聚合物复合材料比较，石墨烯基无机纳米复合材料的研讨起步较晚，但在短短的几年内，石墨烯基无机纳米复合材料的组成及其相关使用的研讨己经取得了很大的发展。但要真实完成石墨烯基无机纳米复合材料大规模组成和产业化使用还而临很多问题和应战。文章选自：化学发展 作者：柏篙、沈小平

1、我国石墨行业存在的主要问题 (1)石墨资源市场秩序混乱，供求关系失衡 近十年来我国勘查和评估石墨资源的工作相对较少，石墨资源资料更新工作较落后。大部分矿山开采之前没有查清不同鳞片尺寸的石墨资源分布状态，也没有针对不同尺寸大小的鳞片石墨研发出不同的选矿和加工技术。石墨加工方法较为单一，使得与大鳞片石墨混染的细鳞片石墨回收利用率低，浪费了大量的可利用的细鳞片石墨资源。隐晶质石墨矿床利用程度不够，湖南许多隐晶质石墨矿床与煤层共生，石墨被当作煤炭使用，也造成了资源的极度浪费。 各地方政府和企业投资石墨热情高涨，国内石墨企业数量和产能急剧扩张。新投资的石墨企业多数生产的产品与原有的企业大同小异，依旧缺乏高新技术，造成了生产线低水平重复建设，加剧了初级加工产品的产能过剩，造成企业之间恶性竟争，使得疲软的市场雪上加霜，影响石墨产业可持续发展。 石墨企业竟争愈加激烈，许多企业以浪费资源为代价维持生存，采富弃贫现象严重。一些资金不太充裕的小企业以加大出口石墨初级产品来缓解经营压力，甚至某些中大型企业在深加工产品领域也出现了降低质量标准和技术指标为手段来冲击市场，扰乱市场秩序。 (2)产品单一，精深加工技术水平落后 从全国石墨产业链来看，除了山东、黑龙江石墨产业链相对比较完善，有配套的深加工企业，石墨的生产附加值相对较高，其他主要石墨产区基本上还是以采选业为主，几乎没有精深加工企业。他们生产廉价的石墨原料，而且开采技术落后，生产品级划分不严，资源浪费严重，产品附加值极低。我国石墨工业在国际上处于中等水平，经过近几年的发展和竟争，一些大型企业在石墨产品的提纯技术和质量管理水平方面进步明显，但是高纯细微石墨加工技术与欧美和日韩发达国家相比依旧落后。 我国向来注重生产，扩大生产规模以追求利润最大化，而不注重科研技术的研发和科技人员的培养。而日本、美国、韩国和欧盟虽然石墨资源短缺，但是他们致力于研发和创造石墨新产品，应用较广的氟化石墨产品和核石墨产品都是由发达国家开发的。值得高兴的是我国石墨行业逐渐意识到与发达国家的差距，在积极引进高端生产线的同时加大科研经费的投入，现在新能源锉电池产业中已有我国自主研发的产品。 (3)环保意识淡漠，环境污染严重 我国石墨开采矿山企业长期以来效益不佳，生产设备落后，企业无力进行设备的更新改造，或者企业只顾眼前利益不愿进行设备更新换代，石墨开采粗放，矿山管理落后。有许多中小企业只顾眼前利益，私挖滥采，石墨生产过程中尾矿和废水随地排放，即污染了环境，又侵占了耕地。石墨生产过程中大量使用酸、碱、原煤等辅助材料，粉碎烘干过程中粉尘作业除尘差，危害生产工人身体健康，加剧周边地区的污染，通常石墨企业周边的道路房屋河流都是覆盖一层灰黑色粉尘，农作物受损减产，村民健康受到严重威胁。如今村民的维权意识增强，经常由于污染问题与企业发生冲突，甚至造成流血事件，但是部分地区的政府为了税收，加上环保部门的不作为，使得这些技术落后的中小石墨生产企业继续以浪费资源、污染环境为代价来换取眼前的经济利益，严重损坏了行业形象和秩序。 2、关于石墨资源政策的一些建议 石墨资源同稀土资源一样，是我国的优势资源，促进石墨工业的振兴是一项十分紧迫的任务。针对石墨行业发展的现状问题，可适当借鉴稀上资源的管控模式来调整和完善现有的政策，比如限产报价、重组石墨生产企业、调整近出口税率、最低限价、加强石墨资源进出口管理、鼓励和补贴石墨产品技术创新等。 (1)控制石墨生产总量，强化矿山开采管理 由于解放后的持续大量开采，特别是近几年的掠夺式开采，使得我国现有的可开采的石墨资源储量己大大下降，现在的石墨储量只有2001年的一半左右。 近几年，我国新成立了数百家石墨开采和加工企业，这些企业生产管理水平参差不齐，大多数依旧是低水平的重复建设，加剧了产业竟争，使得原本利润很薄的企业利润进一步下滑。保护优质的石墨资源已经迫在眉睫。这两年虽然石墨行业也开始实行石墨生产总量的调控，根据需求总量来调控矿山生产量，但是非法采矿现象仍然存在，石墨的供应量依旧大于需求量，建议管理部门加大粒度处罚乱采滥挖的矿点。对几处大型的石墨产业园区进行资源整合，淘汰不具备一定工艺能力和技术水平的中小矿点，整合不合理、能耗高、污染严重的中小型企业，避免中、低炭石墨产品过多生产，控制石墨低端产品市场的投放量，如将鸡西和萝北云山的产能在旺季时缩为一半，淡季时停工减产。 同时国家相关部门应该提高石墨矿山开采门槛，认真执行矿山开采许可证制度，严格控制新增石墨矿山的采矿权，整合现有的矿业权，使得优质的石墨资源向技术含量高的石墨生产企业集中。这些措施的实施都有利于石墨资源的可持续开采，避免石墨资源的浪费，保护石墨资源的价格。以提高国家对石墨优质资源的掌控能力，增强中国在石墨产业链的话语权。 (2)建立出口专营制度，加强石墨资源战略性储备 随着科技的发展，石墨在医药、航空、原子能新材料中应用越来越广泛，其独特的物理化学性质使其成为工业化国家必争的战略资源。我国是天然石墨生产和出口大国，更应该将石墨优质资源提升到战略性储备的地位，从战略资源的高度来管理石墨出口。近3年国内企业没有控制石墨的出口量，反而为追求企业利润，加大石墨开采和出口数量。而与我国做法相反的石墨资源缺乏的进口国家，也正加大进口我国廉价的石墨资源，如日本购买大量天然石墨，并将其沉入海底作为后备资源;美国控制和关闭自己国家的石墨矿山，进口他国廉价的石墨原材料。我国虽为石墨储量大国，但依照现今的开采速度，我国将在20年后变成石墨贫国，到那时可能要高价进口其它国家石墨原材料，国家不能等到宝贵资源流失殆尽才采取措施。 因此建议国家相关部门向日本学习，对石墨资源进行必要的战略储备，包括石墨产品储备、产能储备和优质矿产地储备。为避免我国优质石墨资源以低廉的价格不断流失，我国有必要对石墨出口进行管控，对拥有出口经营权的单位进行整顿，联合大中小企业，建立石墨出口基地和出口专营制度，还可以通过调整天然石墨进出口关税来限制天然石墨的出口。为了鼓励高技术含量企业开发新的石墨复合产品，提高企业出口的积极性，可以适当对部分高端石墨产品的实行退税补贴，待企业发展壮大后可取消补贴政策，避免某些企业骗取国家补贴税。出口制度的调整在抑制天然石墨初级产品出口的同时还能降低国内各生产企业的无序竟争，从而可平抑石墨价格的大幅波动，提升企业抵御风险能力，确保国内高新技术企业的长期发展。 (3)推进技术进步和创新，转型为石墨技术出口大国 掠夺式的资源开采和低水平的工艺生产是一种经营上的短期行为，技术进步则是企业强化市场竟争、提高经营效益的重要手段。特别是在当前行业性经营困难的情况下，通过提高产品的技术含量增加附加值，开发石墨新产品和新用途，才是走出困境的重要措施。尽管我国国内近几年已经有一批效益良好的石墨深加工企业，但这些公司的产品技术含量与日美德韩相比还相差很远，因此建议国家加大石墨技术研发力量，向发达国家学习，建立国家级的重点实验室和技术研究开发中心，培养石墨材料研究应用高技术人员，及时将高附加值、高技术石墨科技成果转化成工业产品。 另外国家应制定和提高石墨企业的准入门槛，提高企业的竟争力，淘汰低端生产企业，加快转变传统以量取胜的企业生产经营模式，大力研发和生产以石墨负极材料、核石墨产品、石墨烯半导体等高科技产品，以及拓宽这些产品的应用领域。为防止有些企业扰乱市场，以次充好，加剧市场不良竟争，国家应建立健全石墨行业新标准化体系和石墨产品分级体系，建立自主品牌，将中国高新技术石墨企业推销到国际市场，力争由原先的石墨原材料出口大国转型为石墨技术出口大国，打破之前的“以采代购、低出高进”的格局。 总之，我国有优质石墨资源优势，有后备科研力量，如果国家和企业能够将口光放的长远，将我国优势资源转化成高科技成品，那么我国的石墨行业在国际上的地位将会举足轻重，拥有话语权和定价权，才能将石墨新材料充分应用到我国的各行各业中，以清洁能源来代替传统的高能耗、高污染能源，从而造福我国人民。

传统形象里石墨烯只能来源于石墨矿物质，现如今有一种新办法推翻传统，我国专家使用从玉米芯中提取等物质后剩下的纤维素为质料制备了生物质石墨烯材料，一起还完结了批量出产，已创超亿元产量。近来，由黑龙江大学和济南圣泉集团股份有限公司联合完结的“生物质石墨烯材料绿色宏量制备工艺”项目经过专家组判定，判定效果以为该项目在国际上创始从生物质中提取制备石墨烯材料的技能途径，办法绿色环保、成本低，生物质石墨烯材料质量高、导电性优异。 惯例石墨烯材料出产主要有三种办法，一种是对石墨进行剥离，第二种是对天然气、等进行化学气相堆积，第三种是氧化石墨还原法。以上办法存在出产周期长、环境污染严峻以及产能受限等问题。付宏刚教授带领的黑龙江大学功用无机材料化学实验室是教育部要点实验室，他们别出心裁使用玉米芯里纤维素进行化学重组，然后组成生物质石墨烯材料。该团队经过“基团配位拼装析碳法”完结了生物质石墨烯材料的宏量制备，一起还在研制使用玉米秸秆制备石墨烯的制备工艺。在2014年建立了国际上首条年产20吨的生物质石墨烯材料宏量制备出产线，并在2016年扩产至年产100吨。创始将生物质石墨烯材料应用于多种纤维复合并成功完结均匀涣散，初次完结了生物质石墨烯材料的效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量3—5亿元。

随着便携式电子设备和电动汽车等产业的快速发展，人们对高能量密度电池的需求日益迫切，然而在传统锂离子电池中，正极材料因“插层式”的储锂机制导致其容量普遍较低，无法满足快速增长的市场需求。因此，新型高能量密度二次电池的探索和研发成为了储能领域的研究热点，锂硫电池就是其中之一。 一、锂硫电池简介 锂硫电池的工作原理基于硫和Li+可以发生可逆的氧化还原反应，两者之间的电化学反应式如下：基于该反应的硫正极的理论比容量高达1675mAh/g，是传统锂离子电池正极材料的10倍，同时硫储量丰富、成本低，因此锂硫电池受到了广泛关注，然而硫及多硫化物本身性质的缺陷，使得锂硫电池仍存在很多问题。 首先，硫是绝缘体，导电性差，给电荷传递过程带来困难;其次，多硫化锂可以溶解在电解质中，易迁移到金属锂一侧被还原成不溶性Li2S沉积在金属锂电极表面发生“shuttleeffet”现象;再次，可溶性多硫化锂被完全还原成不溶性硫化物时，会阻碍电子和离子的有效传输;最后，单质硫转化为不溶性硫化物后，由于两种物质密度的差异，会造成体积效应，降低电极稳定性。因此，锂硫电池存在实际容量低、循环性能差和信率性能不佳等缺点。 二、石墨烯在锂硫电池中的应用 针对上述问题，为了获得高性能的锂硫电池，研究者对硫正极进行了多种手段的复合与改性研究，设计并制备了一系列具有新颖结构和优异性能的复合硫正极材料。其中，碳材料因其导电性高、结构丰富、比表面积大等优势而得到了广泛应用，而石墨烯这一新型碳材料在提升锂硫电池性能方面有优异表现。 石墨烯是优异的电子导体，同时具有机械强度高、比表面积大等优点，同时化学改性的石墨烯及石墨烯衍生物具有一系列能为负载提供诸多活性位点的表面官能团，因此石墨烯在复合硫正极材料中得到了广泛的应用。 一方面，石墨烯被用作硫正极的导电载体，弥补硫导电性差的缺陷;另一方面，通过合理的结构设计与表面改性，石墨烯还能够抑制多硫化物的溶解。此外，在最近的研究中，科学家还发现通过石墨烯功能涂层的设计，能够减缓多硫化物在正负极之间的穿梭，抑制“shuttleeffet”现象。 1、石墨烯/硫复合正极材料研究进展 石墨烯极高的电导率可以弥补硫颗粒导电性差的问题，因此石墨烯材料多被设计成负载硫单质的导电基体或者导电网络，比如石墨烯泡沫结构可实现石墨烯与硫在纳米尺度的均匀复合，能够为硫提供快速与高效的电子传输通道，同时纳米孔还能够有效束缚多硫化物。 常规条件下获得的三维石墨烯尽管结构丰富，但极为蓬松，表观密度很低，导致硫负载后复合电极材料体积能量密度严重不足，为此，中科院沈阳金属所成会明院士利用CVD方法在泡沫镍上获得三维多孔石墨烯泡沫。图1 (a)柔性石墨烯/硫复合材料的制备流程;(b、c、d、e)石墨烯/硫复合电极材料照片及柔性展示 该方法不仅能够负载高比例的硫，而且硫的含量能够在3.3~10.1mg/cm2范围内进行调控，特别是负载量为10.1mg/cm2的电极，能够获得极高的比面积容量(13.4mAh/cm2)。 另外，考虑到石墨烯独特的二维片状纳米结构，采用以石墨烯纳米片作为包裹材料，构筑具有“核壳”结构的复合电极材料也是固定多硫化物，缓解其溶解的重要方式。先在碳纳米纤维表面均匀负载上硫，再使用石墨烯包覆在硫表面是一种很有效的方法。图2 具有同轴结构石墨烯/S/碳纳米纤维复合电极制备图 2、石墨烯功能涂层在锂硫电池中的应用 为提高锂硫电池的循环稳定性,除了对硫正极材料的组成与结构进行调控以抑制多硫化物的溶解，通过极片结构的设计来减弱“shuttleeffect”也是一条重要途径。例如，在硫正极和隔膜间添加一层缓冲层能够极大的提高锂硫电池的寿命。图3 石墨烯隔膜涂层有效阻挡多硫化物迁移示意图 石墨烯/硫/石墨烯-隔膜的创新极片结构设计，一方面将集流体由传统的Al箔改为石墨烯;另一方面对隔膜进行改性，改变了原有隔膜与硫正极直接接触的方式，在隔膜表面涂布一层石墨烯材料。 采用传统的极片结构，在循环过程中多硫化物溶解在电解液后，会穿过隔膜进入金属Li一侧，而在这一新颖结构中，存在于隔膜与正极材料之间的石墨烯层能够有效阻止多硫化物的迁移。另外，由于石墨烯材料优异的力学性能，石墨烯改性隔膜能够有效缓解硫正极在充放电过程中的体积变化，保持极片结构的完整性。 综述： 电化学储能在当今人们的生产生活中占有重要地位，无论是可再生能源的大量存储还是便携式设备的高密度存储，对电化学储能器件和材料的成本、储能密度、稳定性等指标都提出了较高的要求。 锂硫电池由于其理论比容量、比能量高，原料价廉易得，在未来电化学储能领域中将极具竞争力，如果通过石墨烯的应用能够改善锂硫电池实际容量低、循环性能差和信率性能不佳等缺点，在不远的将来，锂硫电池的表现可能会给我们带来更多惊喜。

石墨烯从2004年初次被分离出来，2010年石墨烯发现者取得诺贝尔奖后为咱们所熟知，到今日只要短短十几年的时刻。虽然全球石墨烯工业现在尚处于前期阶段，但因为群众对石墨烯新材料的热捧，导致石墨烯工业虚火过旺，呈现出了“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”的虚伪昌盛景象。 特别是一些石墨矿资源相对丰厚的区域，更是把石墨矿混同于石墨烯，把展开石墨烯工业视为当地经济转型晋级的“灵丹妙药”，纷繁规划建造石墨烯工业园。 我国的石墨烯工业该怎么展开，是不是能够一蹴即至?1月30日，在“2018我国世界石墨烯工业展开论坛暨中关村石墨烯工业联盟年会”上，与会专家为我国石墨烯工业评脉问诊，开出了“良方”。 成为年代“新宠儿” 事实上，石墨烯发现者2010年取得诺贝尔物理学奖后，全球就掀起了石墨烯研制热潮。现在，石墨烯已成为全球新技能新工业革新的焦点，一些业界专家乃至以此做出了“21世纪进入碳年代”的判别。 当时，美、欧、日、韩等国家和区域密布发布方针，扶持石墨烯功用器材研制和工业化使用。欧美厂商占有全球石墨烯工业链要害环节，石墨烯制备技能、复合材料、中心电子元件等使用产品坚持抢先优势。 石墨烯已成为我国前沿新材料的要点展开范畴，是我国加速推进新一轮技能革新的重要抓手。2012年以来，我国累计出台10余项石墨烯相关方针。2015年，石墨烯范畴首个国家层面纲领性文件《关于加速石墨烯工业立异展开的若干意见》提出，把石墨烯工业打造成先导工业，到2020年构成完善的石墨烯工业系统。2016年12月，国家新材料工业展开领导小组正式建立，这无疑对推进包含石墨烯在内的新材料工业展开具有里程碑含义。 2017年，石墨烯重防腐涂料的研制成功、石墨烯锂电池导电剂的批量使用及石墨烯电加热产品的快速遍及，使人们真实地感触到了石墨烯工业的展开前进。 毋庸置疑，石墨烯作为新材料工业的先导，在带动传统制造业转型晋级，培育新式工业增加点，推进群众创业、万众立异的效果越来越明显。在国家方针引导下，各地纷繁布局石墨烯。现在，我国石墨烯全工业链雏形初现，掩盖从质料、制备、产品开发到下流使用的全环节，已根本构成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为调集区，多地分布式展开的石墨烯工业格式。2016年，我国石墨烯商场整体规划打破40亿元，已构成新能源范畴使用、大健康范畴使用、复合材料范畴使用、节能环保范畴使用、石墨烯原材料、石墨烯设备六大细分商场。 据统计，当时我国石墨烯专利数量全球抢先，我国境内注册石墨烯厂商超越2000家，相关的石墨烯工业园、研制中心和联盟超越40家。 北京作为全国石墨烯研讨归纳实力最强的区域，集合了如清华大学、北京大学、北京航材院、国家纳米科学中心等一大批从事石墨烯研讨的科研院所，具有20多个学术带头人和相关要点研制团队。2007年~2015年，石墨烯范畴累计请求专利数到达1187项，单位GDP工业的专利请求数量列全国榜首。现在，北京的石墨烯研制效果已完成了与世界并跑，某些范畴世界领跑，使用方面也各有特色，呈现出了一大批具有工业化才干的立异性厂商。 由我国科学院院士、北京大学教授刘忠范团队牵头组成的北京石墨烯研讨院，是北京全国科技立异中心新式研制组织榜首批试点单位，颇受社会各界的重视。 “研讨院将要点布局石墨烯工业中心材料与配备研制、厂商研制代工和效果孵化转化三大事务板块，杰出技能引领、机制立异和协同立异，致力于建造全球抢先的石墨烯工业立异中心，未来10年研讨院将力求打造构成3000亿元规划的石墨烯工业集群。”刘忠范决心满满地说。 为破解产、学、研、用脱节难题，打通石墨烯工业化的“最终一公里”，促进石墨烯工业优异的科研效果赶快转化为实际出产力，中关村石墨烯工业联盟应运而生。 “联盟作为北京石墨烯工业‘一体两翼’展开规划的重要组成部分，以构建工业生态，推进职业界‘产、学、研、资’紧密结合为主旨，助力大学与科研组织研制的中心技能效果向出产厂商的转化，活跃推进国内石墨烯工业健康展开。”中关村石墨烯工业联盟秘书长周静表明。 对中关村石墨烯工业联盟，中关村管委会充满着等待。中关村管委会工业处副处长徐剑说，石墨烯是21世纪代表我国竞争力的一种材料。在北京市刚发布的十大高精尖工业方针和中关村“十三五”方针中，都把石墨烯作为侧重展开的工业环节之一。2016年，咱们支撑北京大合中关村的石墨烯厂商及展开集团建立中关村石墨烯工业联盟，就是希望经过这个渠道来整合石墨烯工业上下流的工业资源，构建工业协作渠道，推进工业协作。 “虚火过旺”应理性 材料是国民经济展开的根底和支撑。石墨烯作为一种新材料，其特殊的功用、优质的功用，使其甫一面世就承受了过多过高的等待。正是捕捉到石墨烯能给当地的经济转型带来新的“烯望”，许多地方盲目跟进，一哄而上，竞相建造石墨烯工业园。 可是，热烈的背面是乱象，一时的富贵带来的只要永久的伤痛。不能不提的是，当时我国的石墨烯工业仍面对一些深层次问题，根底研讨才干单薄，缺少龙头厂商带动，上下流厂商脱节，工业链不成熟，本钱商场过度透支石墨烯概念，职业标准缺失等，都严峻限制了我国石墨烯工业的健康可持续展开。 特别不能忽视的是，当时我国石墨烯工业尚处于起步阶段，商场使用方面低端产品多，高附加值的产品少，与石墨资源大国及请求的专利数量不相称。 “我国一直在加速推进石墨烯技能研制和工业拔擢。据统计，现在国内已建成或在建的石墨烯工业园、石墨烯立异中心、石墨烯研讨院等已超越40家，有2000多家厂商从事石墨烯原材料和产品的研制，并且这个数字仍在逐渐增加。”北京石墨烯研讨院履行院长、中关村石墨烯工业联盟副理事长魏迪分析说，“当时国内轰轰烈烈的大跃进式的“石墨烯运动”是不可取的。未来的石墨烯工业将是建立在石墨烯材料的手锏级的使用根底之上，而不是作为一个万金油式的添加剂。” 魏迪说，当时，国内商场上的一些产品，包含服饰、涂料、复合材料、吸附光滑产品，以及石墨烯锂电、石墨烯手机触摸屏等，代表着我国现在研制石墨烯的主流产品，应该说在世界上是处于榜首方队。但与国外比较，咱们依然有所滞后，欧盟石墨烯旗舰方案上一年10月启动了17个新的石墨烯研讨项目，他们重视的是石墨烯的超级轿车、物联网传感器、可穿戴设备和健康办理、数据通信、能源技能以及复合材料等前沿未来的范畴。 工信部赛迪研讨院原材料所所长肖劲松持相同观念。他以为我国应谨防石墨烯工业堕入低端圈套。 “像欧盟旗舰方案里13个范畴，根本上以通讯、电子信息、医疗健康、仪器设备、可穿戴设备为主，美国与欧盟的方向大致共同。而咱们首要会集在石墨烯复合材料、功用材料范畴，如储能材料、涂料、改善纤维、热办理材料等范畴。与美国比较，咱们在石墨烯使用范畴及方向上是趋于低端化的。”肖劲松说，从工业和材料的展开视点，咱们要理性地去展开。而从国家层面、从整个工业端，应朝着附加值高的方向展开，别折腾到最终都是为他人做嫁衣。国内的石墨卖五六千元一吨，成果出口到日本一加工回来，就成了6万多元一吨。就是因为咱们出产的是低端产品，附加值没有充分体现出来。 在中关村展开集团总经理助理、中关村石墨烯工业联盟履行理事长贾一伟看来，我国石墨烯职业正处在大浪淘沙去伪存真的阶段。他说，2017年，对石墨烯工业的展开是要害的一年，石墨烯职业标准不断清楚，高品质石墨烯薄膜制备水平明显提高，石墨烯粉体使用得到了必定程度的商场验证，石墨烯职业大浪淘沙，逐渐进入去伪存真的要害展开阶段。 展开之路仍绵长 正如任何一个新生事物不可能一往无前、也不能一蹴即至，石墨烯面世只是10多年，尚处于正在发育的“少年年代”，往后的“生长”和“展开”之路还很绵长，需求各方面的不懈努力。 “从科研立异的视点来说，它是一个一个台阶的长时间征程，是一个困难的马拉松长距离跑。就石墨烯工业而言才刚刚起步，要把石墨烯共同的使用功用展现出来，还需求许多的科研作业还有许多的要做，没有实实在在的科技立异、困难探究和耐久攻关，我国的石墨烯工业不可能快速到达咱们希望的那种昌盛。”北京市科委新材料展开中心主任肖澜说。 人才是工业展开壮大的根底，关于石墨烯这种技能密布型工业，高科技人才的引领效果至关重要。据了解，为构建多层次人才队伍，培育一批具有世界视界的现代化石墨烯职业领军人才，带动我国石墨烯工业健康展开，2018年，中关村石墨烯工业联盟将联合工信部人才沟通中心，在全职业展开“石墨烯工业人才培育工程”。该工程分为三个组成部分：夯实工业根底的石墨烯工业技能高档研修班，聚集使用拓宽的石墨烯+系列研讨会和培育高端人才的海外领军人才工程。 “经过人才培育工程的施行，将进一步夯实我国石墨烯工业根底，培育一批具有现代化视界的工业领军人才和龙头厂商，推进我国石墨烯新材料工业领跑全球。”工信部人才沟通中心副主任色云峰说。 对新式的石墨烯工业而言，扩展信息沟通、施行专利同享，无疑是其完成“弯道超车”的一大捷径。在1月30日举办的“2018我国世界石墨烯工业展开论坛暨中关村石墨烯工业联盟年会上，中关村石墨烯工业联盟打造的全工业链信息效劳渠道“石墨烯资讯网”应运而生。 “当时，因为群众关于石墨烯新材料的热捧，导致各种关于石墨烯的信息漫山遍野、鱼龙混杂，不利于职业健康有序展开，急需一个专业、威望的信息渠道。”中关村石墨烯工业联盟副秘书长班建伟介绍，网站面向石墨烯工业链各个环节，划分为资讯、职业研讨、工业效劳和工业联盟四大板块，首要供给信息资讯、职业研讨、项目对接、产品展现等效劳。在此根底上，建造项目库、专家库、技能库和人才库，活跃促进技能、本钱、项目、人才对接，推进石墨烯工业展开。 一起，为了推进优异的石墨烯科研效果转化落地，中关村石墨烯工业联盟与中科院知识产权运营办理中心深度协作，参加了中科院“普惠方案”同享专利池作业和优质专利拍卖作业，争夺到了中科院部属科研院所石墨烯专利的优先转让和协作权益。 “2018年将有777件普惠方案同享专利池中的专利效劳于工业，1006件优质专利将向全社会揭露拍卖。咱们现在已敞开了中关村石墨烯工业联盟普惠方案‘绿色通道’。该方案的施行将进一步促进科技效果的转化，增强厂商的立异力和竞争力。”中科院知识产权运营办理中心主任助理安莉莉表明。 石墨烯工业展开，需求科技立异来驱动和引领。北京作为全国石墨烯的“领头羊”，其石墨烯工业的展开具有风向标含义。贾一伟说，2018年，北京石墨烯工业要紧紧环绕北京建造具有全球影响力的全国科技立异中心的严重战略要求，打破一批具有全局性、前瞻性、带动性的要害技能，加强原始立异才干，大力展开原创根底研讨，催生要害技能打破，引发工业革新，助推北京石墨烯工业，向世界价值链的高端攀升。 根底不牢，地动山摇。对石墨烯工业而言，只要以谨慎、立异的科学态度，夯实工业根底，构建杰出的工业生态，一步一个脚印，由点到面打破，才干推进整个职业向工业化跨进。 “我国石墨烯工业整体根底不错，展开态势杰出，但也呈现了许多一哄而上和炒作过度的乱象，石墨烯业界人士要有担任精力和工匠精力，扎扎实实面向工业做技能，勇于对职业各类不良现象说不，实在肩负起我国石墨烯工业展开的重担。”刘忠范表明。 莫让浮云遮望眼，景物长宜放眼量。石墨烯工业的“烯望”之路究竟能走多远，咱们拭目而待!

一、前语 跟着2010年诺贝尔物理学奖得主的揭晓，科学界又开端了一轮新的关于诺贝尔奖的评论，一同石墨烯(Graphene)也成为咱们评论的焦点。2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫运用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯，这种材料仅有一个碳原子厚，是现在已知的最薄的材料。它不仅是已知材料中最薄的一种，还十分结实而柔软;作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯能够运用于晶体管、触摸屏、基因测序等范畴，一同有望协助物理学家在量子物理学研讨范畴取得新打破，它的面世引起了全世界的研讨热潮。 本文拟经过对已宣告的与石墨烯相关的文献进行分析，以理清石墨烯研讨开展的演化趋势以及学科开展的前沿范畴，展示石墨烯的开展头绪及运用远景。 二、石墨烯的概念 拿破仑从前说过:笔比剑更有威力!他说这话的意思是指言论比武力更凶猛。不过，他肯定没有想到铅笔芯中的确包含着地球上强度最高的物质!咱们知道，铅笔芯的原材料是石墨，而石墨是一类层状的材料，即由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而构成的。由于碳层之间的作用力比较弱，因而石墨层间很简单相互剥离开来，然后构成很薄的石墨片层，这也正是铅笔能够在纸上留下痕迹的原因。假如将石墨逐层地剥离，直到最终只构成一个单层，即厚度只要一个碳原子的单层石墨，这就是石墨烯.石墨烯的厚度只要0.335nm，比纸还要薄100万倍，把20万片石墨烯叠加到一同，也只要一根头发丝的厚度，可是它的强度却比钻石还要坚韧，一同，作为单质，它在室温下传递电子的速度要超越任何一种已知的导体。石墨烯Graphene是碳的一种方法，它具有完好的原子晶格，其厚度恰恰为一个原子，作为一种全新的材料，它不仅有从未见过的薄!，并且仍是特强!的.两位获奖者AndreGeim和KonstantinNovoselov指出:处于这种平面方法的碳，具有特别的量子物理世界的共同性质.石墨烯作为一种电的导体，体现出与铜相同的导电性，而作为一种热导体，它比其他的已知材料更为出色。它几乎是彻底通明的，可是它却适当的稠密，以致使如氦(He)那样最小的气体分子，也不能经过它.Geim和Novoselov是从一块通常在铅笔中运用的石墨内取出石墨烯的.他们以常用的通明胶纸，设法得到具有恰是一个原子厚的碳薄片.其时许多人以为如此薄的晶体材料是不或许坚持安稳的。但是在现在，石墨烯已被物理学家作为一类新的具有共同功能的二维材料进行着研讨.能够猜测:由石墨烯所制得的晶体管，将比今日所用的硅晶体管有着更快的速度，然后使计算机的功率取得进一步的进步.由于石墨烯是通明的，又是优异的导体，所以它适用于制作通明的触摸屏、光板(lightpanel)，乃至可运用于太阳能电池.将石墨烯混合于塑猜中，能够使塑料成为导电材料，一同也使之变得愈加抗热和具机械耐力.它的杰出康复力可使之用作超强材料，并且是很薄的、具有弹性的轻质材料.因而，能够预期将来的人造卫星、飞机，乃至轿车都或许用这类新的复合材料为质料进行制作。 三、石墨烯的结构和性质 石墨烯仅仅是一个原子的厚度——或许是世界中最薄的材料——并构成了高质量的晶体格栅。石墨烯是由碳原子六角结构(蜂窝状)严密摆放构成的二维单层石墨，是结构其他维度碳质材料的根本单元。它能够包裹构成0维富勒烯（Fullerene），它也能够卷起来构成一维的碳纳米管(CarbonNanotube)；相同，它也能够层层堆叠构成三维的石墨。迄今为止，研讨者们仍没有发现石墨烯中会有碳原子缺失的状况，可是在2007年，Meyer等人调查到石墨烯的单层并不是彻底平坦的，它的表面会有必定高度的褶皱，单层石墨烯的褶皱程度显着高于双层石墨烯，并且褶皱程度会跟着石墨烯层数的添加而越来越小。一些研讨者以为，从热力学的视点来分析，这或许是由于单层石墨烯为下降其表面能，由二维描摹向三维描摹转化，或许也能够以为褶皱是二维石墨烯存在的必要条件之一。但详细的原因还有待进一步研讨和探究。别的，石墨烯中的各个碳原子之间的衔接十分柔韧，当对其施加外部机械力时，碳原子面就会曲折变形，然后使碳原子不用重新摆放来习惯外力，也就坚持了该材料结构的安稳性.一同，这种安稳的晶格结构也使石墨烯具有优异的导电性，石墨烯中的电子在轨迹中移动时，不会因晶格缺点或引进外来原子而发作散射。由于原子间作用力十分强，在常温环境下，即便周围的碳原子相互发作了挤撞，石墨烯中的电子遭到的搅扰也会十分小。作为单质，石墨烯最大的特性是它在室温下传递电子的速度比已知的任何导体都快，其间电子的运动速度能够到达光速的1/300，大大超越了电子在一般导体中的运动速度。别的，它也是现在已知材料中电子传导速率最快的材料，其室温下的电子搬迁速率可高达15000cm2/(V∀s) 。一同，科学家们还发现单层的石墨烯具有很大的比表面积，可到达2600m2/g。别的，石墨烯还具有杰出的导热功能、优异的量子地道效应、零质量的狄拉克费米子行为及特殊的半整数量子霍尔效应。 四、石墨烯的研讨前沿及国内外开展态势分析 自从AndreK.Geim研讨小组于2004年初次成功取得石墨烯以来，人们就对这种有着优异的物理和化学特性的特别材料寄予了期望，全球的研讨人员和工程师们对它的重视和研讨也日积月累。 如前所述，石墨烯的面世引起了全世界的研讨热潮，已经成为物理学界、化学界与材料科学界最抢手的研讨主题之一。根据Thomson根本科学目标数据库(ESI，掩盖时刻规模为1999年1月1日至2009年8月31日)，在物理、化学、材料以及一切学科范畴中，触及graphene的研讨前沿(ResearchFronts)数量别离为19、14、7和31个。这从下图给出的年度SCI论文数量以及作者和关键词改变更新趋势可见一斑。   石墨烯SCI论文数量年度分布图      作者和关键词的改变更新趋势图 从石墨烯SCI论文数量年度分布图能够看出，2004年、2005年全球宣告的石墨烯SCI论文数量均缺少200篇，而2007年已增至650篇，2008年更是急增至近1200篇，几乎是在以指数增幅增加。 别的，从作者和关键词的改变更新趋势图还能够看出，每年都有更多的新作者加入到石墨烯的研讨部队中来，每年都会呈现更多的新关键词。这表明，越来越多的研讨人员开端重视石墨烯的研讨；一同，石墨烯的研讨触及的详细方向也越来越多。因而，有关石墨烯的研讨是现在正在高速开展的一个范畴。 下图绘出了首要国家和区域在石墨烯范畴的研讨与协作状况。从该图能够看出，石墨烯范畴的世界协作首要是在美国与欧洲一些国家，美国与我国、日本、韩国等亚洲国家，以及欧洲各首要国家之间打开的。本次分析的4044篇文献有世界协作论文1171篇，其间美国组织参加的有520篇，占到44%，远高于其他国家，这也从另一个旁边面反映出美国正在引领石墨烯范畴的研讨与世界协作。世界协作论文排名第2至9位的国家依次是德国(240)、我国(188)、英国(159)、法国(150)、西班牙(147)、日本(136)、荷兰(89)、意大利(83)、俄罗斯(81)。国家(区域)论文数量及其引证状况表 从发文量来看，虽然石墨烯最早是由英国学者于2004年取得的，但从表3能够看出，在2004年当年，美国、日本就别离以47篇和35篇位居论文数前两位，远高于包含英国在内的其他国家。论文总量排名前五位的别离是：美国(1424篇)、我国(546篇)、日本(437篇)、德国(385篇)和英国(234篇)；从发文量改变状况来看，各首要国家/区域均呈现全体上升趋势，美国一直居于领先地位，日本的增幅显着小于美国，并且与美国的距离越来越大。2006年起，我国发文量快速上升，2008年已超越日本，但与美国的距离依然较大。 从论文被引证状况来看，美国的总被引次数和H指数均位居第1，且远高于随后国家，篇均被引次数和论文被引率也均排名前5，这表明美国正在引领石墨烯范畴的研讨；英国的总被引次数、H指数均位居第2，论文被引率排名第7，但其篇均被引次数排名第1，这在很大程度上是得益于AndreGeim教授小组的研讨作业：悉数论文中，被引次数超越200的共有29篇，其间英国12篇，而AndreGeim教授小组则占了11篇，特别是包括了被引次数排名第1(被引1926次)、第2(被引1698次)、第4(被引1261次)的高被引论文，比较之下，我国虽然论文数量仅次于美国，位居第2，但各被引目标排名均不抱负，阐明我国在论文质量方面亟需进步。 五、石墨烯的运用远景展望 自从石墨烯发现以来，关于石墨烯的研讨不断取得重要开展，其在微电子、量子物理、材料、化学等范畴都体现出许多令人振奋的功能和潜在的运用远景。石墨烯的呈现在科学界激起了巨大的波涛，人们发现，石墨烯具有非同小可的导电功能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的呈现有望在现代电子科技范畴引发一轮革新。在石墨烯中，电子能够极为高效地搬迁，而传统的半导体和导体，例如铜和硅远没有石墨烯体现得好。由于电子和原子的磕碰，传统的半导体和导体用热的方法释放了一些能量，现在一般的电脑芯片以这种方法浪费了70%~80%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同小可的优异特性。科学家发现，石墨烯的这种特性特别适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊，一些电子设备，例如手机，由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中，它们被要求运用越来越高的频率，但是手机的作业频率越高，热量也越高，所以，高频的进步便遭到很大的约束。由于石墨烯的呈现，高频进步的开展远景好像变得无限宽广了。 石墨烯还能够以光子传感器的相貌呈现在更大的市场上，这种传感器是用于检测光纤中带着的信息的，现在，这个人物还在由硅担任，但硅的年代好像就要完毕。上一年10月，IBM的一个研讨小组初次披露了他们研发的石墨烯光电探测器，接下来人们要等待的就是根据石墨烯的太阳能电池和液晶显现屏了。由于石墨烯是通明的，用它制作的电极比其他材料具有更优异的透光性。运用石墨烯作为电极的太阳电池模型   (从下到上别离为Au，染料敏化异质结，TiO2和石墨烯)  由石墨烯和碳纳米管组成的3D结构储氢模型 碳原子之间的作用力很强，因而石墨烯的晶体结构总能够坚持完好，这是电子在石墨烯上疏通搬迁的确保。和传统的硅材料半导体比较，石墨烯的电子搬迁功率要高出几十倍乃至于上百倍，这也正是科学家们如此等待用石墨烯替代硅而成为未来超高频晶体管材料的原因。根据“摩尔规律”，集成电路上可包容的晶体管数量每隔18个月会添加一倍，功能也进步一倍，这个规律显现了信息技能进步的速度。但是现在这种速度已显着地下降了，由于硅材料已挨近其极限，用硅制作的晶体管很难取得进一步开展的空间，而碳则在这个时分锋芒毕露了。2008年4月，科学家宣告说，他们成功研发出了尺度最小的石墨烯晶体管，其厚度仅为1个原子，截面为10个原子。虽然现在还缺少真实以纳米精度切开材料的技能，大规模的石墨烯出产还无法进行，但仅仅如此就足以令人振奋了。人们清楚地看到，石墨烯很有或许替代硅成为下一代超高频晶体管的根底材料而广泛运用于高功能集成电路和新式纳米电子器件中。在未来，咱们将会看到由石墨烯构成的全碳电路，它们将被广泛运用于人们的日常日子中。 参考文献 [1]王丽，潘云涛.石墨烯的研讨前沿及我国开展态势分析.新式炭材料，2010.12，25（6）401-403. [2]宋峰，于音.什么是石墨烯——­2010年诺贝尔物理学奖介绍.大学物理，2011.1，30（1）7-8. [3]史永胜，李雪红，宁青菊.石墨烯的制备及研讨现状.电子元件与材料，2010，29（8）:71-72. [4]杨全红，唐致远.新式储能材料——石墨烯的储能特性及其远景展望.新式碳材料，2009.4，33（4），241-244. [5]万勇，马廷灿，冯瑞，黄健，潘懿.石墨烯世界开展态势分析.科学调查，2010，5(3)，28-30.