用秸稈怎麼提煉石墨烯?

General 更新 2024年4月15日

玉米芯如何提煉石墨烯

聖泉模式”攻克高成本難題,秸稈玉米芯提取“廉價”石墨烯　　石墨烯自2004年被發現後,全球對其研究的熱度始終不減

玉米芯如何提煉石墨烯

聖泉模式”攻克高成本難題，秸稈玉米芯提勸廉價”石墨烯石墨烯自2004年被發現後，全球對其研究的熱度始終不減，但卻一直面臨著高質量石墨烯製備和快速高效轉移兩大關鍵問題，石墨烯的產業化和多領域應用也一直是世界性難題。由於石墨烯製備成本過

玉米芯製作石墨烯

聖泉模式”攻克高成本難題，秸稈玉米芯提取“廉價”石墨烯

石墨烯自2004年被發現後，全球對其研究的熱度始終不減，但卻一直面臨著高質量石墨烯製備和快速高效轉移兩大關鍵問題，石墨烯的產業化和多領域應用也一直是世界性難題。由於石墨烯製備成本過高，市場價格居高不下，無法讓大多數人買得起，再次加劇了產業化、商業化的困難。

我國是目前石墨烯研究和應用開發最為活躍的國家之一，但技術尚處培植期，下游產品和市場開發不足，由於製備成本過高，石墨烯技術現在大部分仍停留在科研階段。整個產業鏈到目前為止仍未實現疏通和整合。近年來，在國內外新材料行業中屢有驚人之舉的聖泉集團也加入了石墨烯研究和應用的探索行列。

目前，聖泉不僅從植物秸稈玉米芯中創造性地生產出了生物質石墨烯，而且還生產出了玉米芯纖維，同時將石墨烯與玉米芯纖維複合生產出內暖纖維，並實現了工業化大生產。聖泉集團新建的全球首條年產量100噸的石墨烯生產線已正式投產，計劃明年完成1000噸/年石墨烯生產線的建設。聖泉集團製備石墨烯所用材料均為價格低廉、數量龐大、來源廣泛的農作物秸稈，在實現石墨烯工業化充分量產之後，將擁有產量和價格的雙重優勢。

由於研發、應用、生產實現了一體化，聖泉集團繞過產業化障礙，在石墨烯產業內創造“聖泉模式”。尤其值得注意的是，聖泉集團製備石墨烯所用材料均為價格低廉、數量龐大、來源廣泛的農作物秸稈，在實現石墨烯工業化充分量產之後，擁有產量和價格雙重利器的聖泉集團不僅獲得了重新架構企業競爭優勢的契機，更將對中國石墨烯產業產生不可估量的影響。

驚，玉米芯裡"變出"石墨烯，怎麼做到的

傳統印象裡石墨烯只能來源於石墨礦物質，現如今有一種新方法顛覆傳統，我國專家利用從玉米芯中提取糠醛等物質後剩餘的纖維素為原料製備了生物質石墨烯材料，同時還實現了批量生產，已創超億元產值。近日，由黑龍江大學和濟南聖泉集團股份有限公司聯合完成的“生物質石墨烯材料綠色宏量製備工藝”項目通過專家組鑑定，鑑定結果認為該項目在國際上首創從生物質中提取製備石墨烯材料的技術路徑，方法綠色環保、成本低，生物質石墨烯材料質量高、導電性優異。

常規石墨烯材料生產主要有三種方式，一種是對石墨進行剝離，第二種是對天然氣、甲烷等進行化學氣相沉積，第三種是氧化石墨還原法。以上方法存在生產週期長、環境汙染嚴重以及產能受限等問題。付宏剛教授帶領的黑龍江大學功能無機材料化學實驗室是教育部重點實驗室，他們獨闢蹊徑利用玉米芯裡纖維素進行化學重組，從而合成生物質石墨烯材料。該團隊通過“基團配位組裝析碳法”實現了生物質石墨烯材料的宏量製備，同時還在研發利用玉米秸稈製備石墨烯的製備工藝。在2014年建立了世界上首條年產20噸的生物質石墨烯材料宏量製備生產線，並在2016年擴產至年產100噸。首創將生物質石墨烯材料應用於多種纖維複合併成功實現均勻分散，首次實現了生物質石墨烯材料的成果轉化和石墨烯纖維製品的商業化。在我國，生物質中僅玉米芯的年產量就高達1億噸，大部分集中於東北三省、山東省、河北省，年產100噸生物質石墨烯材料所支撐的產品線可帶來產值3—5億元。

玉米芯提煉石墨烯靠譜嗎

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玉米芯生產石墨烯，這技術成熟嗎？那裡有這生產技術？

加快聖泉集團研發生物質石墨烯服飾的原因，還有姚穆院士講到的一個真實的例子。

1998年，83萬軍人蔘加抗洪搶險，73萬人下水營救，在下水救援的軍人中有83%的人腳部糜爛，73%的人股骨溝糜爛，這個情況引起了中央的高度重視。針對院士講到的這種情況，聖泉集團有針對性地進行研發，將生物質石墨烯服飾賦予殺菌抑菌、低溫遠紅外等優異性能，能使細菌不再繁殖並最終消滅，同時，遠紅外功能對於加速微循環，保障皮膚健康作用的十分明顯，石墨烯服飾的問世，有望真正解決腳部糜爛和股骨溝糜爛等難題。”

濟南聖泉集團董事長唐一林講起生物質石墨烯暖纖維的研發過程如數家珍。他說，聖泉集團從2008年開始，和國內外眾多院校合作研究有關石墨烯的課題。目前，聖泉不僅從植物秸稈玉米芯中創造性地生產出了生物質石墨烯，而且還生產出了玉米芯纖維，同時將石墨烯與玉米芯纖維複合生產出內暖纖維，並實現了工業化大生產。聖泉集團新建的全球首條年產量100噸的石墨烯生產線已正式投產，計劃明年完成1000噸/年石墨烯生產線的建設。聖泉集團製備石墨烯所用材料均為價格低廉、數量龐大、來源廣泛的農作物秸稈，在實現石墨烯工業化充分量產之後，將擁有產量和價格的雙重優勢。

據中國工程院姚穆院士介紹，約10-15斤玉米芯，便可提取1斤石墨烯。由於研發、應用、生產實現了一體化，聖泉集團繞過產業化障礙，在石墨烯產業內創造“聖泉模式”。尤其值得注意的是，聖泉集團製備石墨烯所用材料均為價格低廉、數量龐大、來源廣泛的農作物秸稈，在實現石墨烯工業化充分量產之後，擁有產量和價格雙重利器的聖泉集團不僅獲得了重新架構企業競爭優勢的契機，更將對中國石墨烯產業產生不可估量的影響。

中國從玉米芯裡"變出"石墨烯已量產創超億元產值，是不是假的

聖泉模式”攻克高成本難題，秸稈玉米芯提取“廉價”石墨烯

生物質石墨烯應用領域都有哪些？

生物質石墨烯其實就是石墨烯，只是製備方法和來源不一樣，採用生物質（秸稈、木質素等）作為原料而製成的石墨烯，其用途和採用其他物理、化學方法制備的石墨烯一樣。就像食用油，有采用壓榨生產的，有采用有機抽提生產的，生產出來的都是油，都可以食用。

石墨烯（Graphene）墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功從石墨中分離出石墨烯，證實它可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。如果用一塊麵積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一隻一千克的貓。

石墨烯目前最有潛力的應用是成為硅的替代品，製造超微型晶體管，用來生產未來的超級計算機。據相關專家分析，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數百倍。

另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常緻密，即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。這些特徵使得它非常適合作為透明電子產品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發光板和太陽能電池板。

作為目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。

石墨烯的主要應用：

石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義，它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證，例如電子無視障礙、實現幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的，是它那許多“極端”性質的物理性質。

因為只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在其中的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。

在塑料裡摻入百分之一的石墨烯，就能使塑料具備良好的導電性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料，用於製造汽車、飛機和衛星。

隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基於已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。

消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。有數據顯示2013年全球對手機觸摸屏的需求量大概在9.65億片。到2015年，平板電腦對大尺寸觸摸屏的需求也將達到2.3億片，為石墨烯的應用提供了廣闊的市場。韓國三星公司的研究人員也已製造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏，相信大規模商用指日可待。

另一方面，新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。之前美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米圖層的柔性光伏電池板，可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外，石墨烯超級電池的成功研發，也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題，極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。

由於高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯傳感器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在......

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