国内外石墨提纯技术的现状分析

对石墨烯产业化现状和未来趋势的认识

对石墨烯产业化现状和未来趋势的认识 ■ 文/姚磊北京碳世纪科技有限公司近几年，石墨烯学术和产业界的许多专家学者已经针对石墨烯卓越的特性及广阔的应用前景，进行了细致、精彩的研究和解读。在此，笔者仅就北京碳世纪科技有限公司（以下简称“碳世纪”）在石墨烯产业化进程中遇到的机会和挑战进行分析。碳世纪主要采用化学法制备石墨烯，笔者本文所谈对石墨烯的认识和理解，也是基于化学法制备的石墨烯而言。另外，笔者在此声明，碳世纪有其特殊性，所遇到的问题不一定具备普遍性。一、对石墨烯产业化的认识 1.现阶段石墨烯产业化需要的人才自2004年石墨烯被发现到现在，科学界和产业界对这一新材料的研究已有近10年时间，但石墨烯产业真正的爆发是在近几年，特别是2010年石墨烯发明者获得诺贝尔奖以后。目前，在石墨烯领域还有大量相关工作需要突破，但同时也有大量应用研究成果随之而出，初步具备了产业化的可能性。现阶段，在技术研发方面需要一批具备“科学家的头脑、工程师的双手”、既对石墨烯的性质有着深刻认识，又对下游应用产品有着良好感觉的人来完成开创期最关键、最艰难的几步。与此同时，产业还需要一些非技术人员配合技术团队工作。目前，石墨烯企业还没有发展到靠优厚的薪资来吸引高素质管理人才加盟的程度。此时，石墨烯行业的非技术团队更需要一群乐观、对未来充满希望、不安于现状、愿意为明天赌一把的人来支撑。 2.石墨烯的界定问题石墨烯毕竟是微观世界中的纳米材料。目前，业界还没有一个统一的标准来界定什么是“石墨烯”。而且，估计在很长一段时期内这样的标准也难以出台。科研领域，讲究的是严谨和准确；产业领域，讲究的是效率和结果。如何抚平科学和技术之间的鸿沟？现阶段，不必过多争论什么是石墨烯。当下的重点工作是在保证能大规模制备出高质量石墨烯的前提下，将精力更多地向应用开发倾斜。石墨烯具备能够很好促进其他材料提升性能的纳米结构，可以在不破坏材料原有基础性能的前提下，极大程度提升该材料某些特殊性能。这一过程，主要是通过对石墨烯和其他材料复合的方式及对石墨烯片径的控制来实现。 “要做有用的石墨烯，而不是纯粹的石墨烯。”化学法制备的石墨烯具备上述特质。 3.石墨烯产业化过程中遇到的问题目前，碳世纪已经有3款石墨烯应用产品走出了实验室，开始进入示范生产阶段。这3款产品分别是石墨烯改性超级电容器用储能活性碳、石墨烯改性高密度聚乙烯（H D P E），以及一款目前还属保密阶段的产品。现仅就石墨烯改性超级电容器用活性碳为例，谈谈碳世纪对石墨烯应用的认识和在产业化过程中遇到的问题。活性炭是超级电容器电级材料的主要组成部分。目前，应用在储能方面新材料产业NO.11 201429

年产5500吨高纯石墨生产工艺流程

年产5500吨高纯石墨窑炉节能技术改造项目可行性研究报告

第三章产品市场预测及改造规模 3.1石墨国内市场预测 3.1.1石墨级石墨制品的性质、用途及其制品石墨是典型的层状结构物质，碳原子成层排列，每个碳原子与相邻碳原子之间等距相连，每一层中的碳原子按六方形环状排列，上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构，位移的方向和距离不同就导致不同的结构。上下两层的碳原子之间距离比同一层内的碳之间的距离大（层内C-C 间=0.142nm，层间C-C间距=0.340nm）。石墨由于其结构而具有以下性质： 1、耐高温型：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失也很小。其热膨胀系数很小，石墨强度随温度升高而加强，在2000℃时，石墨强度比提高一倍。 2、导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子之间只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 3、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能也就越好。

4、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、碱有机溶剂的腐蚀。 5、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。 6、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。石墨因其独特的性能而广泛运用于冶金、机械、石油、化工、电子、建材、地质、轻工等领域，主要有以下用途： 1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭保护剂、冶金炉的内衬。 2、作导电材料：在电气工业上用来制造电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。 3、作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200-2000 ℃温度和很高的滑动速度下不使用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备广泛采用石墨材料制成的活塞环、密封圈和轴承，它们运转时不需要加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好润滑剂。 4、石墨具有良好的化学稳定性：经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，大量用于制作热交换器，

王酸氢氟酸高纯石墨提纯工厂工艺20160407

王酸氢氟酸法生产高纯石墨工厂工艺概述朱公和关键词石墨提纯石墨化学提纯高纯石墨化学提纯产品纯度高、性能稳定，具有高产能、规模大的优势。在科技发展日新月异的今天，唯有化学提纯工厂生产的高纯石墨能够满足国内外市场的大部分需求。石墨化学提纯工厂的核心价值是工艺，工艺价值决定企业价值。因此，剖析高纯石墨化学提纯生产工艺的基本要素对指导企业生产，提高企业经济效益具有重要意义。一、王酸氢氟酸高纯石墨提纯工艺的由来某球形石墨工厂提纯分部采用氢氟酸、盐酸、硝酸工艺加工高纯球形石墨，是典型的用酸大户，可谓“酸老虎”。每吨球形石墨用酸成本为2400～2600元人民币。如何解决用酸量过大的问题，工厂曾委托烟台某化工厂用氢氟酸、硫酸、盐酸混酸法[1]做了小样，8个样品纯度分别为99.17%～99.90%，小样不符合GB/T3518-2008高纯度石墨检验要求，且每吨石墨粉料提纯用酸成本为2344~3854元人民币。同期又参阅了张然、余丽秀《硫酸—氢氟酸分步提纯法制备高纯石墨研究》[2]一文，也未寻到更好的解决办法。一般来说，定型一个化工工艺方案，应走小样→中试→放大中试→生产装置这个程式，但工厂不具备这些条件，那只能在生产装置上

投料实验，边生产边实验，工艺思路是首先确定固液比，其次是逐步减少氢氟酸的用量，再者是减少盐酸、硝酸的用量。因为有盐酸、硝酸的存在，其配伍运用“王水”[3]的基础理论，将盐酸与硝酸的比值定为3:1，形成弱王水，又由于有氢氟酸、盐酸、硝酸的强强结合，具有类似王水的作用。实际生产中的投料方案是循序渐进的，有欣喜、有困惑、有波折，更有坚持下去的信念，工艺最终定格在99%的球形石墨粉料，提纯至99.95~99.96%，用酸成本为1058元人民币；≥95%的-100目石墨粉料经粉碎后球形化，提纯纯度也稳定在99.95~99.96%，定型后的工艺方案每吨用酸成本节省1000多元人民币，且废酸废水治理也容易了许多。更可贵的是将纯度93%的+50目大鳞片中碳石墨通过碱酸法处理达到高碳，再用王酸氢氟酸法提纯，测定的8个样品中，4个样品纯度为99.95%，4个样品纯度为99.96%。王酸氢氟酸法高纯石墨提纯工艺，经过工厂大生产的淬炼，具有产量大、纯度高，性能稳定，质量可靠，且生产设备的适用性好[4]，生产操作简单，彻底跳出了石墨的纯度越高，用的酸量越大，酸浓度越高的怪圈，为石墨化学提纯工业趟出了新路子。二、王酸氢氟酸法提纯工艺路线王酸氢氟酸法提纯工艺路线（一）见图1 王酸氢氟酸法提纯工艺路线（二）见图2 三、工艺准则 1、工艺介质 H2O\HF\HCL\HNO3

石墨烯技术产业发展现状与趋势

摘要：2013年1月，石墨烯入选欧盟两项“未来和新兴技术旗舰项目”之一（另一项为“人类大脑工程”），欧盟委员会计划在未来十年投入10亿欧元开展石墨烯应用技术研发与产业化，再一次激起了各界对这一革命性材料的关注。关键字：石墨烯;态势;趋势;技术转移;石墨烯;态势;趋势;技术转移;石墨烯;技术转化;产业化石墨烯（Graphene）又称单层墨，是一种新型的二维纳米材料，也是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能，石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。英国两位科学家因发现从石墨中有效分离石墨烯的方法而获得2010年诺贝尔奖，引起了科学界和产业界的高度关注，石墨烯相关专利开始呈现爆发式增长（2010年353件，2012年达1829件）。世界各国纷纷将石墨烯及其应用技术研发作为长期战略予以重点关注，美国、欧盟各国和日本等国家相继开展了大量石墨烯研发计划和项目。总体看来，石墨烯技术开始进入快速成长期，并迅速向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈，各国的技术优势正在逐步形成，但总体竞争格局还未完全形成。具体发展态势如下：态势一：制备与改性的突破为产业化提供了技术支撑一方面，石墨烯制备技术取得突破。石墨烯制备技术与设备是石墨烯生产的基础。一直以来，石墨烯大规模制备技术是阻碍其产业化的最重要因素。近来，石墨烯制备技术取得了若干突破，目前已形成自上而下（Top-Down）和自下而上（Bottom-Up）两种途径，开发出了从简易低成本制造到大面积量产工艺的多种方法，包括：机械剥离、氧化还原法、化学气象沉积（CVD）、外延生长、有机合成、液相剥离等。这些方法各有优缺点，需要根据不同的需求进行选择（表1）。其中，氧化还原法因成本低且易实现，有望成为最具发展前景的制备方法之一。同时，各种方法

纯化石墨

纯化石墨 1.产品牌号产品牌号由分类代号、粒径排列组成。纯化鳞片石墨代号：LCH，如LCH-38-88表示粒径为38μm纯化石墨，纯化鳞片石墨简称碳源。 2.技术要求 2.1技术项目和指标检测项目检测内容指标粒度D50 ±1μm D10 ±2μm D90 ±5μm 纯度水份≤0.2% 固定碳≥99.5 粉体密度松装密度0.43-0.46g/cm3 酸度PH值6-9 2.2 产品内不得混入可见杂质，如碎石、绳线等。 2.3合同规定碳源出售合同技术要求由合同双方约定。 3.检验规则 3.1试验方法

粒度采用激光粒度仪方法检测，灰份、水份参照GB3521-2008执行，松装密度参照企业标准执行。 3.2取样规则 3.2.1粉碎机卸料口每隔45分钟为一批次，每批次取一个样，每样不低于200g，采用四分法制样； 3.2.2脱水机取样，每反应釜为一个批次，每批次在脱水机洗涤终点均匀取一个样，每样不低于200g，采用四分法制样。 3.2.3干燥炉取样，每炉为一批次，每批次取六个样，根据炉内分布，每炉产品取样部位为等间隔部位均匀取样，每个样不低于50g；采用四分法分别制样。 3.2.4包装取样，每班次作为一批次，每批次均匀取一个样，每样不低于200g，采用四分法制样。 3.2.5入库取样，每10吨为一批次，不足10吨按一个批次计，每批次取一个样，等间隔取样，每样不低于200g，用四分法制样。 3.2.6出库取样，每10吨为一批次，不足10吨按一个批次计，每批次取一个样，等间隔取样，每样不低于100g，作为备样。备样注明生产日期、班次、检验员、检验结果、出库日期、客户名称，备样保留期限为出库后3个月。 3.3检测项目 3.3.1粉碎机卸料口样品检测粒度、松装密度 3.3.2脱水机样品检测PH、水份、灰份含量 3.3.3干燥炉样品检测水份、灰份

2018年石墨烯产业发展现状分析报告

２０１８年石墨烯产业发展现状分析报告

目录一　产业概况（一）产业规模（二）产业链分析１．　产业链上游２．　产业链中游３．　产业链下游（三）石墨烯产业区域分布１．　石墨烯产业全球分布２．　我国石墨烯产业区域分布（四）国内外重点企业动态二　产业技术进展（一）国外技术进展（二）国内技术进展三　产业发展问题及对策建议（一）石墨烯产业发展存在的问题（二）政策建议图表目录表１　石墨烯制备方法表２　石墨烯应用产品及相关企业表３　我国石墨烯主要产区企业分布表４　国内主要石墨烯企业动态表５　各国石墨烯技术动态表６　我国石墨烯技术动态图１　２０１１－２０１７年我国石墨烯企业增长情况图２　石墨烯技术专利申请数量的年度分析图３　我国受理的石墨烯专利公开数量年度变化趋势图４　全球石墨烯专利受理地区及机构分析图５　我国新注册石墨烯企业地区分布

摘　要：一石墨烯作为最受关注的新材料，２０１７年产业化进程不断加快，但受制于制备技术工艺不成熟二应用市场缺少实质性产品，石墨烯突破产业化瓶颈尚需时日三与此同时，我国石墨烯产业在发展过程中逐渐显现出同质化发展的苗头三未来，需要进一步优化石墨烯产业市场环境，加强政策支撑二服务支撑二产业支撑，提高石墨烯市场集中度和产业竞争力，以推动石墨烯产业持续健康发展三一　产业概况总体来看，２０１７年石墨烯产业延续了近几年火热的势头，依然是社会关注度最高的新材料，产业规模不断扩大呈爆发式增长势头，技术专利数量快速增长，正在接近实现产业化三但是，从产业生命周期的角度看，石墨烯产业仍处在导入期：大量企业进入二中小企业为主二中上游产业发展速度相对较快二产业下游缺乏具有实质性应用产品，石墨烯产业化道路任重而道远三

石墨烯的发展概况

2015年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:复合材料专题报告学生所在院（系）:航天学院学生所在学科:工程力学学生姓名:刘猛雄学号:15S018001 学生类别:学术型考核结果阅卷人

1 石墨烯的制备 (3) 1.1 试剂 (3) 1.2 仪器设备 (3) 1.3 样品制备 (4) 2 石墨烯表征 (4) 2.1 石墨烯表征手段 (4) 2.2 石墨烯热学性能及表征 (6) 2.2.1 石墨烯导热机制 (6) 2.2.2石墨烯热导率的理论预测与数值模拟 (6) 2.2.3 石墨烯导热性能的实验测定 (7) 3 石墨烯力学性能研究 (9) 3.1石墨烯的不平整性和稳定性 (10) 3.2 石墨烯的杨氏模量、强度等基本力学性能参数的预测 (11) 3.3石墨烯力学性能的温度相关性和应变率相关性 (12) 3.4 原子尺度缺陷和掺杂等对石墨烯力学性能的影响 (13)

石墨烯的材料与力学性能分析石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点，石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的碳质新材料。2004年Geim等用微机械剥离的方法成功地将石墨层片剥离, 观察到单层石墨层片, 这种单独存在的二维有序碳被科学家们称为石墨烯。2004 年英国科学家首次制备出了由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体—石墨烯，其厚度只有0.3354 nm,是目前世界上发现最薄的材料。石墨烯具有特殊的单原子层结构和新奇的物理性质:强度达130GPa、热导率约5000 J/(m2K2s)、禁带宽度乎为零、载流子迁移率达到23105 cm2/(V2s)、高透明度(约97.7%)、比表面积理论计算值为2630 m2/g,石墨烯的杨氏模量(1100GPa)和断裂强度(125GPa)与碳纳米管相当,它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列性质。在过去几年中,石墨烯已经成为了材料科学领域的一个研究热点。为了更好地利用石墨烯的这些特性,研究者采用了多种方法制备石墨烯。随着低成本可化学修饰石墨烯的出现,人们可以更好地利用其特性制备出不同功能的石墨烯复合材料。 1 石墨烯的制备石墨烯的制备从最早的机械剥离法开始逐渐发展出多种制备方法,如:晶体外延生长法、化学气相沉积法、液相直接剥离法以及高温脱氧和化学还原法等。我国科研工作者较早开展了石墨烯制备的研究工作。化学气相沉积法是一种制备大面积石墨烯的常用方法。目前大多使用烃类气体(如CH4、C2H2、C2H4等)作为前驱体提供碳源，也可以利用固体碳聚体提供碳源,如Sun等利用化学气相沉积法将聚合物薄膜沉积在金属催化剂基体上,制备出高质量层数可控的石墨烯。与化学气相沉积法相比,等离子体增强化学气相沉积法可在更低的沉积温度和更短的反应时间内制备出单层石墨烯。此外晶体外延生长法通过加热单晶6H-SiC 脱除Si,从而得到在SiC表面外延生长的石墨烯。但是SiC晶体表面在高温过程中会发生重构而使得表面结构较为复杂,因此很难获得大面积、厚度均一的石墨烯。而溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点也越来越受研究人员的关注。相比于其他方法，通过有机合成法可以制备无缺陷且具有确定结构的石墨烯纳米带。 1.1 试剂细鳞片石墨(青岛申墅石墨制品厂,含碳量90%-99.9%，过200 目筛)，高锰酸钾(KMnO4，纯度≥99.5%)，浓硫酸(H2SO4, 纯度95.0%-98.0%)，过氧化氢(H2O2, 纯度≥30%), 浓盐酸(HCl, 纯度36.0%-38.0%)均购自成都市科龙化工试剂厂;氢氧化钠(NaOH, 纯度≥96%)购自天津市致远化学试剂有限公司;水合肼(N2H42H2O, 纯度≥80%)购自成都联合化工试剂研究所. 实验用水为超纯水(>10 MΩ2cm). 1.2 仪器设备恒温水浴锅(DF-101型,河南予华仪器有限公司), 电子天平(JT2003型,余姚市金诺天平仪器有限公司),真空泵(SHZ-D(Ⅲ)型,巩义市瑞德仪器设备有限公司),超声波清洗器(KQ5200DE型, 昆山市超声仪器有限公司),离心机(CF16RX型, 日本日立公司),数字式pH计(PHS-2C型,上海日岛科学仪器有限公司),超纯水系统(UPT-II-10T型,成都超纯科技有限公司)。

年产5000吨可膨胀石墨与提纯联产建设项目环境影响报告书

目录概述 (1) 1 总则 (4) 1.1 编制依据 (4) 1.2 评价原则 (6) 1.3 环境影响识别和评价因子选择 (7) 1.4 评价执行标准 (8) 1.5 评价工作等级与评价范围 (10) 1.6 评价内容、评价重点及评价时段 (14) 1.7 环境保护目标 (15) 1.8 相关规划及环境功能区划 (16) 2 项目工程回顾性评价 (17) 2.1 项目概况 (17) 2.2 生产基本情况调查 (21) 2.3 目前环境保护制度执行情况及环境管理体系调查 (27) 3 改扩建工程概况及工程分析 (32) 3.1 改扩建工程概况 (32) 3.2 影响因素分析 (40) 3.3 污染源源强核算 (52) 3.4 非正常工况污染源分析 (63) 3.5 污染物源强汇总 (63) 4 环境现状调查与评价 (66) 4.1自然环境 (66) 4.2 环境质量现状与评价 (75) 4.3 区域污染源调查 (83) 5 施工期环境影响分析 (84) 5.1 施工期大气环境影响 (84) 5.2 施工期水环境影响 (84) 5.3 施工期声环境影响 (85) 5.4 施工期固体废物环境影响 (86) 5.5 施工期生态环境影响 (86) 6 运营期环境影响评价 (88) 6.1 环境空气影响预测及评价 (88) 6.2 地表水影响预测及评价 (99) 6.3 地下水影响预测及评价 (99) 6.4 声环境影响预测及评价 (101)

6.5 固体废弃物影响分析 (104) 6.6 生态影响分析 (104) 7 环境风险评价 (106) 7.1 环境风险识别 (106) 7.2 源项分析 (119) 7.3 风险分析 (123) 7.4 环境风险控制措施 (127) 7.5 应急预案 (132) 7.6 小结 (134) 8 污染防治措施可行性分析与对策建议 (135) 8.1 施工期环境保护措施 (135) 8.2 营运期污染防治措施对策建议 (137) 9 环境影响经济损益分析 (149) 9.1 社会效益分析 (149) 9.2 经济效益分析 (149) 9.3 环境损益分析 (151) 9.4 环境经济指标评价 (152) 9.5 小结 (154) 10 环境管理与监测计划 (155) 10.1 环境管理 (155) 10.2环境监测计划 (162) 11 产业政策符合性和环境可行性分析 (164) 11.1 产业政策符合性分析 (164) 11.2 环境承载力分析 (165) 11.3 达标排放和总量控制 (166) 11.4 本项目建成后对环境的影响 (166) 12 结论、要求与建议 (167) 12.1 建设项目概况 (167) 12.2 规划合理性分析 (167) 12.3 环境质量现状 (168) 12.4 施工期环境影响评价 (168) 12.5 运营期环境影响评价 (169) 12.6 环境风险评价结论 (170) 12.7 污染防治措施 (170) 12.8 环境管理与监测计划 (172) 12.9 公众意见采纳情况 (172) 12.10 总结论 (172) 12.11 建议 (173)

石墨烯产业发展现状分析及未来发展建议

石墨烯产业发展现状分析及未来发展建议一、石墨烯的发展现状石墨烯是一种具有优异的力学、热学和电学性能的新型碳材料。石墨烯材料的研发涉及国家高新技术材料的产业基础，产业关联涉及新材料、能源、环境、航空航天、国防等领域，对国家的发展起着重要作用，因此，各国政府积极支持石墨烯研发：欧洲联盟2013年启动10亿欧元石墨烯旗舰计划；韩国和英国分别投入3.5亿美元、5000万英镑进行商业化计划；中国已将石墨烯写进《新材料产业“十三五”发展规化》中。济宁利特纳米技术有限责任公司生产的石墨烯采用改良的HUMMERS法制备，产品测试结果如下：厚度：0.7-4nm，粒径0.2-50μm，单层率≥99%，纯度≥99%，电导率≥200S/m，比表面积为200-1000m2/g 石墨烯原材料的规模化制备是构筑石墨烯产业链的基础，对开发下游产品有着根本性的作用，对石墨烯的产业化发展起着承上启下的作用。石墨烯行业近两年呈井喷式发展态势，企业和产品已经雨后春笋般大量出现。其中涉足石墨烯下游应用的企业逐渐增多，包括电子领域的高性能芯片、LED、柔性显示屏；能源领域的静电喷漆系统、高性能电池、超级电容器、太阳能电池；航空航天、海洋领域的防护涂料、复合材料、电磁屏蔽材料、隐型材料；环境领域的污水处理、海水淡化、大气污染治理；高强度橡胶、塑料，医药领域的药物输送、临床检测等。截至2012年石墨烯获得诺贝尔物理学奖后已有2年时间，石墨烯规模化制备的技术瓶颈已逐渐突破，限制石墨烯行业发展的不再是石墨烯的规模性制备，而是如何让制备的石墨烯满足不同应用领域的需求，如何使石墨烯的高性能如高导电性、高导热性、高透光性在应用领域充分发挥。这是目前从事石墨烯材料的研究机构和企业共同面临一个关键性技术问题，同时也是石墨烯行业未来2-3年内需要突破的关键性瓶颈。目前，国内各石墨烯相关企业纷纷在自身技术优势的基础上，开展石墨烯的下游应用，涉及的领域主要集中在锂离子电池、超级电容器、柔性显示屏、防护涂料、污水处理等几个方面。在这些应用领域中，水污染处理、功能性涂料、锂离子电池三方面的研究最多，也是目前石墨烯应用中较为成熟的。（一）水污染处理中国600多个城市都不同程度面临着水源地突发污染事件的威胁，存在水源地安全隐患。近期不断发生的重金属污染突发事件，如2005年珠江支流北江镉污染事故、2006年湖南岳阳砷污染事件、2010年福建紫金矿业重大污染事件、2011年匈牙利铝厂毒泥浆对多瑙

球形石墨提纯生产设备规划书

球形石墨提纯生产线设备规划书青岛久正源机械有限公司2015 年 3 月21 日

目录一、球形石墨提纯原理以及工艺流程 1 、提纯原理 2 、工艺流程二、球形石墨提纯生产线设备整体配置表三、球形石墨提纯生产线设备指标以及性能 1 、配酸储存罐 2、混合酸搅拌罐 3 、提纯反应釜 4、脱水机 5、锅炉系统 6、防腐工程 7、水洗罐四、供货范围 1 、产品指标

2 、设备工期 3 、安装以及工期五、报价单单条生产线设备报价一、球形石墨提纯原理以及工艺流程 1 、提纯原理利用石墨中的杂质和氢氟酸反应生成溶于水的氟化物及挥发物而达到提纯的目的。主要化学反应如下：Na20+2HF=2NaF+H2，0 K2O+2HF=2KF+H2，O A12O3+6HF=2AlF3+3H20 SiO2+4HF=SiF4f +2H20. 氢氟酸与CaO MgO Fe2O3等反应会得到沉淀。其反应如下:

CaO+2HF=Ca忠+H20, MgO+2HF=MgF2 +H20, Fe203+6HF=2FeF3 +3H20. 在氢氟酸中加入少量的氟硅酸、稀盐酸、硝酸或硫酸等，可以除去Ca, Mg Fe等杂质元素的干扰。当有氟硅酸存在时，其反应如下:CaF2+H2SiF6=CaSiF6+2HF MgF2+H2SiF6=MgSiF6+2HF 2FeF3+3H2SiF6=Fe2(SiF6)3+6HF. 2、工艺流程配酸工程-初次混酸搅拌工程-初次反应工程-脱水工程―二次混酸搅拌工程f二次反应工程f脱水工程f水洗工程f脱水工程—烘干工程—包装工程二、球形石墨提纯生产线设备整体配置表

高纯石墨提纯工艺

高碳石墨提纯目前高碳石墨提纯主要有种化学提纯和高温提纯两大类，其中化学提纯又主要包括氢氟酸法和碱酸法两种。一、氢氟酸法此法目前比较成熟可行的提纯方法，但对设备腐蚀性强，尤其氢氟酸毒性强，生产时必须有严格的安全防护和废水处理系统。具体工艺过程，已在奥宇学习为例，酸洗大致流程为：加料—加酸—反应釜反应除杂—离心机水洗脱水—放料—干燥—污水处理 1、加料加料是用提升架升到高楼平台倒入反应釜中。 2、加酸加酸过称主要是先把各种酸加入到各自的酸灌中，通过观察酸灌的容量刻度来定量，在准备就绪后打开阀门通过泵或者重力流入反应釜中，具沟通了解酸洗酸主要有四种HF （40%）、Hcl （30%）、HNO 3（30%）、H 2SO 4 （92.5%）。加酸顺序主要是钙不高先加Hcl ，之后在按顺序加H 2SO 4、HF 、HNO 3，原因是钙碱土含量高费酸，从成本考虑Hcl 最便宜；如要钙含量正常，就按H 2SO 4、Hcl 、HF 、HNO 3顺序加酸，主要是H 2SO 4放热方面考虑，并且每种酸加入后反应一段时间在加入另一种酸，据说更加合理。配比上主要是考虑原料中的各种微量元素不同，酸的配比除杂加酸不同，主要有技术部门负责配比，每次都是先有技术部门小样实验，在进行酸量的微调，高碳石墨中杂质虽不完全相同，但大致相同，主要含有硅酸盐矿物和钾、钙、纳、镁、铝、铁等化合物。任何硅酸盐都可以被氢氟酸溶解，生成氟化物和挥发物，但同时氢氟酸会和钾、钙、纳、镁、铝、铁等氧化物反应生产沉淀物，因此在其中加入盐酸、硝酸、硫酸可使沉淀物溶于水，除去这些杂质。以酸洗两遍为例，总体质量配比大致为HF ：Hcl ：HNO 3：H 2SO 4 =2:2:1:1。以下为奥宇其中一个产品的酸洗时间和配比数据：第一遍质量比HF ：Hcl ：HNO 3：H 2SO 4=250：150：0：150 酸洗时间16小时第二遍质量比HF ：Hcl ：HNO 3：H 2SO 4=140：270：100：0 酸洗时间12小时 3、反应釜反应除杂反应釜内衬主体为塑料材质，极易损坏报废。目前奥宇1线反应釜8个，二

碱酸法石墨化学提纯

攀枝花天然石墨提纯一、实验目的掌握碱酸法石墨化学提纯的基本原理和工艺了解酸、碱浓度、焙烧温度时间对石墨提纯的影响测定石墨中碳的含量二、实验原理石墨具有优异的耐高低温、抗腐蚀、抗辐射、导电、导热、自润滑等性能，在科技工程的各个领域都有广泛的应用。我国是石墨产出大国，但是石墨纯度不能满足工业要求。目前石墨的化学提纯方法主要有酸碱法、氢氟酸提纯法、高温提纯法、氯化焙烧法.本实验采用酸碱法。碱酸法是石墨化学提纯的主要方法，也是目前比较成熟的工艺方法。该方法包括NaOH HCl -，24NaOH H SO -，3NaOH HCl HNO --等体系。其中NaOH HCl -法最常见。碱酸法提纯石墨的原理是将NaOH 与石墨按照一定的比例混合均匀进行煅烧，在500-700℃的高温下石墨中的杂质如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等成分与氢氧化钠发生化学反应，生成可溶性的硅酸钠或酸溶性的硅铝酸钠，然后用水洗将其除去以达到脱硅的目的；另一部分杂质如金属的氧化物等，经过碱熔后仍保留在石墨中，将脱硅后的产物用酸浸出，使其中的金属氧化物转化为可溶性的金属化合物，而石墨中的碳酸盐等杂质以及碱浸过程中形成的酸溶性化合物与酸反应后进入液相，再通过过滤、洗涤实现与石墨的分离。而石墨的化学惰性大，稳定性好，它不溶于有机溶剂和无机溶剂，不与碱液反应；除硝酸、浓硫酸等强氧化性的酸外，它与许多酸都不起反应，特别是能耐氢氟酸；在6000℃以下，不与水和水蒸汽反应。因此，石墨在提纯过程中性质保持不变。碱酸法提纯石墨的过程可分为碱熔和酸解两个过程。碱熔过程的主要化学反应如下： 22222NaOH mSiO Na O mSiO H O +=+ ，（1） 232222NaOH Al O NaAlO H O +=+↑，（2） ()333Fe OH Fe OH +-+=↓，（3） ()222Ca OH Ca OH +-+=↓，（4） ()222Mg OH Mg OH +-+=↓，（5）在合适的温度下，22Na O mSiO 可形成低m 值可溶于水的硅酸钠，反应物用水洗涤就可达提纯之目的。碱类物质与盐酸发生酸解反应，反应如下： ()32333Fe OH HCl FeCl H O +=+，（6） ()22222Ca OH HCl CaCl H O +=+，（7） ()22222Mg OH HCl MgCl H O +=+，（8） 2223Na O mSiO HCl H SiO NaCl +→+ ，（9）

石墨烯研究现状及应用前景

石墨烯材料研究现状及应用前景崔志强（重庆文理学院材料与化工学院，重庆永川402160）摘要：近几年来, 石墨烯材料以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了轰动。本文引用大量最新的参考文献,阐述了石墨烯的制备方法如机械剥离法、取向附生法、加热 SiC 法、爆炸法、石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法等，分析了各种制备方法的优缺点。论述了石墨烯材料在透明电极、传感器、超级电容器、能源储存、复合材料等方面的应用，同时简要分析了石墨烯材料研究的现实意义，展望了其未来的发展前景。关键词：石墨烯材料；制备方法；现实意义；发展现状；应用前景中图分类号: TQ323 文献标识码:A 文章编号: Research status and application prospect of graphene materials Cui Zhiqiang (Faculty of materials and chemical engineering, Chongqing Academy of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing 402160) Abstract: In recent years, graphene has caused a sensation in chemical, physical and material science due to its unique structure and excellent properties. Cited in this paper a large number of the latest references, expounds the graphene preparation methods such as layer method, thermal mechanical stripping method, orientation epiphytic method, heating SiC method, explosion, graphite intercalation expansion stripping method, electrochemical method, chemical vapor phase deposition method, graphite oxide reduction method, ball milling method, and analyze the advantages and disadvantages of various preparation methods. This paper discusses the application of graphene materials in transparent electrodes, sensors, super capacitors, energy storage and composite materials, and briefly analyzes the practical significance of the study of graphene materials, and gives a prospect of its future development. Keywords: graphene materials; preparation methods; practical significance; development status; application prospect 0 引言 1985 年英美科学家发现富勒烯[1]和1991 年日本物理学家Iijima 发现碳纳米管[2]，加之英国曼彻斯特大学科学家于2004 年成功制备石墨烯[3]之后，金刚石（三维）、石墨（三维）、石墨烯（二维）、碳纳米管（一维）和富勒烯（零维）组成了一个完整的碳系材料“家族”。从理论上说，石墨烯是除金刚石外所有碳晶体的基本结构单元，如果从石墨烯上“剪”出不同形状的薄片，进一步就可以包覆成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管，堆叠成三维的石墨，如图1 所示[4]。由于石墨烯优异的电学、热学、力学性能，近年来各国科研人员对其的研究日益增长，已经是材料科学领域的研究热点之一。2010 年诺贝尔物理学奖揭晓[5-6]之后，人们对石墨烯的研究和关注越来越多，新的发现不断涌现。在不断深入研究石墨烯的制备方法和性质的过程中，其应用领域也在不断扩大。由于石墨烯缺乏带隙以及在室温下的超高电子迁移率、低于银铜的电阻率、高热导率[7]等，在光电晶体管、生化传感器、电池电极材料和复合材料方面有着很高

球形石墨及高纯石墨生产工艺

球形石墨及高纯石墨生产工艺4.1原材料条件球形石墨及高纯石墨生产的主要原料是鳞片石墨干精矿，是天然鳞片石墨经选矿后成品，符合石墨牌号LG（-）147-95，粒度为100目筛下物，含碳量95%（高碳范围）。生产球形石墨及高纯石墨（各为10000t/a）时，年需要LG（-）147-95石墨干精矿44238t。 4.2产品方案根据要求石墨干精矿经过加工形成球形石墨后需要进行高温及高温化学提纯形成高纯成分。高纯石墨则采用石墨干精矿直接进行高温及高温化学提纯形成高纯石墨。其产品方案如下表：序号产品名称年产量（t/a）含碳量（%）需要原料量（t/a）备注 1 球形石墨初始产品 11060 95 33178 石墨干精矿最终产品 10000 99.9，99.99 11060 球形石墨初始产品 2 高纯石墨10000 99.9，99.99 11060 石墨干精矿为确保球形石墨初始产品颗粒为球形，应采取如下方式：限于原料粒度为（－）147mm，确定球形石墨初始产品粒度为d50=30mm，碳含量95%。石墨粉料的平均颗粒大小用体积累积值达50%的值表示，可用激光衍射法得出，其平均粒径在10μm-40μm之间。确保石墨颗粒为球形，可采用比表面积法进行测定。单位质量（体积）的样本中所有的颗粒表面积和所有颗粒体积和，得出总面积S，总体积V。则可得出比表面积值。SSA=S/V，球形颗粒质量（体积）比表面积值SSA=6/9ds。生产球形石墨需要在相应严格的检验制度下进行。其产品率约在35%左右。其余经加工、检验不合格的产品，可作为冶金工业的增炭剂，或作为其他行业的原料。但在生产球形石墨过程中成为废弃物料。生产的初始产品球形石墨和部分石墨干精矿，经过在纯化炉高温提纯后，可成为高纯球形石墨及高纯石墨成品。 4.3生产工艺流程生产工艺流程如下框图：（1）球形石墨石墨干精矿粗碎、分级修整、分级磁选、分级高温纯化分散包装

2021石墨烯行业现状及前景趋势

2021年石墨烯行业现状及前景趋势

目录 1.石墨烯行业现状 (5) 1.1石墨烯行业定义及产业链分析 (5) 1.2石墨烯市场规模分析 (7) 1.3石墨烯市场运营情况分析 (7) 2.石墨烯行业存在的问题 (10) 2.1技术问题趋势 (10) 2.2市场问题趋势 (10) 2.3成本问题趋势 (11) 2.4应用市场有待拓展 (11) 2.5标准体系有待完善 (11) 2.6行业服务无序化 (12) 2.7供应链整合度低 (12) 2.8产业结构调整进展缓慢 (13) 2.9供给不足，产业化程度较低 (13) 3.石墨烯行业前景趋势 (14) 3.1石墨烯复合材料种类多样 (14) 3.2性能优良且应用前景广阔 (14) 3.3石墨烯的应用领域十分广泛 (15) 3.4产业资源加速整合 (15) 3.5政策利好 (15)

3.6延伸产业链 (15) 3.7行业协同整合成为趋势 (16) 3.8生态化建设进一步开放 (16) 3.9服务模式多元化 (17) 3.10呈现集群化分布 (17) 3.11需求开拓 (18) 3.12行业发展需突破创新瓶颈 (18) 4.石墨烯行业政策环境分析 (20) 4.1石墨烯行业政策环境分析 (20) 4.2石墨烯行业经济环境分析 (20) 4.3石墨烯行业社会环境分析 (20) 4.4石墨烯行业技术环境分析 (21) 5.石墨烯行业竞争分析 (22) 5.1石墨烯行业竞争分析 (22) 5.1.1对上游议价能力分析 (22) 5.1.2对下游议价能力分析 (22) 5.1.3潜在进入者分析 (23) 5.1.4替代品或替代服务分析 (23) 5.2中国石墨烯行业品牌竞争格局分析 (24) 5.3中国石墨烯行业竞争强度分析 (24) 6.石墨烯产业投资分析 (25)

石墨提纯

石墨的提纯石墨是一种高能晶体碳材料，因其独特的结构和导电、导热、润滑、耐高温、化学性能稳定等特点，使其在高性能材料中具有较高应用价值，广泛应用于冶金、机械、环保、化工、耐火、电子、医药、军工和航空航天等领域，成为现代工业及高、新、尖技术发展必不可少的非金属材料，在国民经济发展中的地位越来越重要，国际业内专家预言：“20世纪是硅的世纪，21世纪将是碳的世纪”。我国天然石墨成形地质条件好、分布广泛、资源丰富、质量好，储量和产量都居世界首位，是我国优势矿产之一。天然石墨根据其结晶程度不同，可分为晶质石墨(鳞片)和隐晶质石墨(土状)两类。晶质石墨矿石的特点是品位不高，固定碳含量一般不超过10%，局部特别富集地段可达20%或更多，但该类石墨矿石可选性好，浮选精矿品位可达85%以上，是自然界中可浮性最好的矿石之一。隐晶质石墨的品位较高，固定碳含量一般为60%-80%，最高可达95%，但是矿石可选性较差。随着技术的不断发展，普通的高碳石墨产品已不能满足各行各业的要求，因此需要进一步提高石墨的纯度。但是我国的石墨加工技术水平较低，产品多以原料和初级产品为主，产品的高杂质含量使其应用范围受限。这样，一方面国产石墨产品在国际市场价格低廉，造成大量石墨资源外流；另一方面本国市场需要的高纯超细石墨制品则多依赖进口。因此，针对高纯石墨制备工艺进行研究，具有现实意义。石墨提纯就是采取有效的方法去除含有的杂质。研究提纯石墨的方法，必须首先查清存在于石墨矿中的杂质组成。尽管各地的天然石墨所含杂质成分不完全相同，但大致成分却是相似的。这些杂质主要是钾、钠、镁、钙、铝等的硅酸盐矿物，石墨的提纯工艺，就是采取有效的手段除去这部分杂质。目前，国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、碱酸法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中碱酸法、氢氟酸法与氯化焙烧法属于化学提纯法，高温提纯法属于物理提纯法。 1 石墨提纯的主要方法 1.1 浮选法浮选法是一种比较常用的提纯矿物的方法，由于石墨表面不易被水浸润，因此具有良好的可浮性，容易使其与杂质矿物分离，在中国基本上都是采用浮选方法对石墨进行选矿。石墨原矿的浮选一般先使用正浮选法，然后再对正浮选精矿进行反浮选。采用浮选法就能

石墨烯发展概况

2015 年秋季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:复合材料专题报告学生所在院（系）:航天学院学生所在学科:工程力学学生姓名:刘猛雄学号:15S018001 学生类别:学术型考核结果阅卷人 1 石墨烯的制备 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 1.1 试剂................................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 仪器设备......................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 样品制备......................................................................................... 错误!未定义书签。 2 石墨烯表征 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 2.1 石墨烯表征手段 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 石墨烯热学性能及表征 ................................................................. 错误!未定义书签。 2.2.1 石墨烯导热机制 ...................................................................... 错误!未定义书签。 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 2.2.3 石墨烯导热性能的实验测定 .................................................. 错误!未定义书签。 3 石墨烯力学性能研究 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1石墨烯的不平整性和稳定性 .......................................................... 错误!未定义书签。 3.2 石墨烯的杨氏模量、强度等基本力学性能参数的预测 ............. 错误!未定义书签。 3.3石墨烯力学性能的温度相关性和应变率相关性 .......................... 错误!未定义书签。 3.4 原子尺度缺陷和掺杂等对石墨烯力学性能的影响 ..................... 错误!未定义书签。石墨烯的材料与力学性能分析石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点，石墨烯是一种由单层