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2019-05

石墨烯制备决定产业化未来

过去的十几年石墨烯研究和产业化进步飞速,然而石墨烯产业化仍然面临诸多挑战和问题。面向石墨烯产业化应用的制备技术不是对实验室制备过程的简单放大,规模化制备对制备技术的可重复性、成本等都提出了更高的要求。尽管从产能上看石墨烯的粉体和薄膜均实现了宏量化制备。然而,石墨烯产品的生长工艺、原材料、设备甚至生产批次的不同,得到的产品质量和性能参差不齐,且很难达到统一的标准。以史为鉴,参考另一类战略性碳材料——碳纤维的产业发展历程可知,材料的品质决定了其应用前途。研发的碳纤维只能用于钓鱼竿等,而今碳纤维材料在航天航空领域占据不可替代的位置,这正是碳纤维的规模化制备技术和材料品质的不断提升,推动了碳纤维在领域的广泛应用。石墨烯产业只有努力扎根于材料制备,解决高品质材料的规模化制备问题,才有美好的应用未来。 近十年来,北京大学刘忠范课题组和彭海琳课题组在石墨烯的化学气相沉积(CVD)制备及应用取得了一系列重要进展。针对高品质石墨烯薄膜的CVD制备,课题组发展了多种石墨烯CVD生长方法,对其畴区尺寸、层数、洁净度、掺杂和生长速度进行了调控,并率先实现了4英寸无褶皱石墨烯单晶晶圆、大面积超洁净石墨烯薄膜的制备、石墨烯薄膜连续批量制备和绿色无损转移,并研制了石墨烯玻璃和石墨烯基LED器件。上述一系列创新性研究成果有助于突破高品质石墨烯薄膜的制备技术瓶颈及探索其应用技术,将促使石墨烯薄膜材料和产业实现理性和良性可持续发展。刘忠范课题组和彭海琳课题组应邀在国际刊物《自然-材料》Nature Materials上发表题为《石墨烯产业化-制备决定未来》的综述文章 (Synthesis Challenges for Graphene Industry. Li Lin, Hailin Peng*, Zhongfan Liu*, Nature Materials 2019, 18, 520),从石墨烯产业化的现状和存在的问题等方面进行了深入的探讨分析,并提出了“标号”石墨烯的概念和石墨烯未来可能的“杀手锏”级应用。 文章指出,石墨烯市场亟需标准化。石墨烯标号规则应涉及石墨烯的基本结构(晶畴尺寸、层数、平整度、纯度、掺杂度等)和内禀性质(迁移率、电导率、透光率、功函数、热导率等)等。材料制备和应用探索的努力方向是材料的一体化。即石墨烯与其他材料复合,利用石墨烯的附加功能,实现功能的一体化,这也是通向石墨烯“杀手锏”级应用的途径之一。从石墨烯的发现至今才十多年,这说明石墨烯还有很多可以提升和努力的空间,也告诉我们石墨烯的产业化不是一朝一夕可以实现的。制备决定未来,只有在石墨烯制备上不断精进,我们才会迎来石墨烯产业的朝阳时代。 以上综述文章的通讯作者为刘忠范教授和彭海琳教授。该系列工作得到了自然科学基金委、科技部研究计划、北京市科委项目的大力支持。

2019-05-22

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2019-05

石墨消解-等离子体发射光谱法测定血液中的15种元素

关键词: 石墨消解 等离子体发射光谱法 血液 元素 机构: 涟水县疾病预防控制中心 摘要: 目的研究建立用石墨消解-等离子体发射光谱法测定血液中15种元素的检测方法。方法取1 ml血样与1.5 ml硝酸混合,于石墨消解仪中,在120℃下消解1 h,冷却定容至10 ml,利用等离子体发射光谱法对消解液中的15种元素进行检测。结果该方法线性关系良好,相关系数(r)为0.999 5~0.999 9,检出限为0.001 0 mg/L~0.063 0 mg/L,回收率为85.5%~107.6%,相对标准偏差(RSD)为0.33%~2.07%。另外,采用本法和微波消解-等离子体发射光谱法对标准样品进行处理和检测,钼元素因参考值低于本方法的检出限,检测结果偏差较大,其余14种元素的RSD分别为0.21%~8.91%、0.89%~10.2%。结论本方法具有灵敏、准确、干扰少、精密度高、检出限低、线性范围宽、同时检测多元素等特点,适合于大批量血液样品中部分宏量元素和微量元素的测定。

2019-05-22

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2019-05

多孔石墨烯的制备及应用

石墨烯是由单层sp2杂化碳原子呈六边形排列的而组成的一种二维碳材料,具有较大的理论比表面积、较高的本征载流子迁移率、较高的导热系数、室温下超高的电导率等优点。由于其独特的结构和性质,石墨烯已逐渐成为吸引力的应用材料之一。 石墨烯同时也存在着不足之处,如在数字电子领域,由于石墨烯的电子之间缺乏带隙,一旦数据传送之后便很难停止。解决办法是通过在石墨烯表面打孔形成带隙或者整合二维石墨烯构建具有特定三维结构的石墨烯,形成多孔结构。 多孔石墨烯的制备方法 模板法 模板法根据模板的组成及特性不同又可分为硬模板法和软模板法两种。 硬模板法 通过硬模板法制备多孔石墨烯材料主要涉及以下四个方面:(1)制备硬模板;(2)对模板表面进行功能化/改性,以获得适宜的表面性能;(3)通过各种方法将石墨烯或其衍生物,如氧化石墨烯涂覆在模板上;(4)选择性去除模板。 硬模板法也存在许多缺点,如产率相对不高,无法实现高产,采用多步合成工艺时限制较大,模板移除时结构坚固性不足等。 软模板法 软模板法是碳前驱体与软模板之间相互作用进行的自组装反应,经过高温碳化、聚合得到多孔石墨烯,其孔结构主要取决于合成条件,如反应物比例、溶剂类型和反应温度等,该方法可直接用于合成介孔或大孔石墨烯材料。 相比于硬模板,软模板本质上是在分子层面的合成,利用化学键或亲/疏水作用力相互作用的同时构造多孔结构,在软模板法制备多孔石墨烯材料的过程中,起重要作用的是模板与表面活性剂之间的化学反应。 无模板法 无模板法包括刻蚀法、溶剂热法和化学气相沉积法。 刻蚀法 刻蚀法是利用刻蚀剂与石墨烯之间发生化学反应,使石墨烯表面的碳原子被反应刻蚀以后留下孔结构的一种方法。该方法对于材料的刻蚀具有明显的选择性,即刻蚀结束立刻停止,不会损坏其余层面的材料。 溶剂热法 溶剂热法是在特定的高压反应釜中,利用水或有机溶剂作为反应体系,将其加热至临界温度,在高压反应体系中进行材料合成的一种方法,该方法极大地减少了环境污染,并且制备得到的多孔石墨烯材料具有孔径可控的优势。 化学气相沉积法 化学气相沉积法制备多孔石墨烯材料的主要过程是将甲烷、乙炔等含碳气体,再使气态碳源沉积到固态体基体表面,制备得到石墨烯,然后在保护气体中逐渐升温,获得多孔石墨烯材料的一种方法。该方法操作简单、可大规模生产,且制得的多孔石墨烯材料结构完整,具有优良的导电性能。 多孔石墨烯及其复合材料的应用 电极材料 以多孔石墨烯或复合材料为电极材料,其高度连通的结构大大促进了离子的快速输运,从而使材料呈现出较高容量和功率特性。 环境吸附材料 多孔石墨烯具有丰富的孔道结构,由于制备方法的差异,表面含有较多的缺陷,能够较容易引入不同功能团。多孔石墨烯及其复合材料在油/水分离、金属离子吸附和染料分子去除等方面均有诸多应用。 分离领域 通过模型建立和计算机模拟发现,多孔石墨烯对氢气(H2)、氮气(N2)和硫化氢(H2S)等气体分子具有较高的渗透性和选择性,能够有效分离H2/CH4、CO2/N2和H2S/CH4等混合气体。 参考资料: 吴蓬勃、王成君等.多孔石墨烯制备及其纳米复合材料的研究进展 曾旸等.多孔石墨烯材料的制备研究进展 史鹏、侯朝霞等.多孔石墨烯及其复合材料的研究进展

2019-05-22

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2024-02

滴道区委副书记、政府区长陈文波主持召开哈工石墨上市工作座谈推进会议

12月11日下午,滴道区委副书记、政府区长陈文波主持召开哈工石墨上市工作座谈推进会议。听取企业发展及推进上市工作情况,研究解决企业上市中存在的困难和问题。区纪委书记、监委代主任金永海,区政府副区长邢长昊,区直相关单位主要负责同志及哈工石墨董事长、总经理和上市团队一同参加座谈会。

2024-02-28

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2024-02

滴道区委书记钱国峰深入黑龙江哈工石墨科技有限公司调研

10月28日,滴道区委书记钱国峰深入黑龙江哈工石墨科技有限公司调研,现场办公,帮助企业解决难题,助力企业健康发展。区委常委、政府副区长张佳庆及区统计局、区自规局负责人陪同。

2024-02-28

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2024-02

省委统战部组织省政协港澳委员到滴道区哈工石墨调研

1月20日上午10时,省委统战部组织省政协港澳委员一行10人到滴道区哈工石墨科技有限公司调研。

2024-02-28

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2024-02

哈工石墨2024迎春年会-共创美好未来

寒冬腊月,正是万象更新之际,哈工石墨公司于2024年1月28日举办了盛大的年会。这是一个凝聚力量、展示成果、共谋发展的盛会。公司领导、合作伙伴和全体员工齐聚一堂,共同庆祝过去一年的成果,并擘画未来的壮丽蓝图。

2024-02-28

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2024-02

哈工石墨2024年军令状签订大会:全员动员,誓言圆满完成目标任务!

2024年1月16日,哈工石墨隆重举行“2024年哈工石墨经营目标军令状签订仪式”,秦交忠董事长、马恩东总经理等领导班子成员及各子公司负责人出席。此次仪式旨在明确全年发展目标,统一思想,凝聚共识,为顺利完成全年任务奠定坚实基础。 仪式上,秦交忠董事长强调了军令状的重要性和意义,要求全体员工务必保持高度警觉,以更加饱满的热情和更加扎实的工作作风,确保各项目标任务圆满完成。马恩东总经理与各子公司负责人现场签订军令状,并向全体员工发出倡议,号召大家坚定信心、迎难而上,为实现全年目标努力拼搏。 此次仪式是一次统一思想、明确目标的重要会议,也是一次激发斗志、凝聚力量的动员大会。哈工石墨全体员工将以此为契机,以更加昂扬的斗志和更加扎实的工作作风,全面推进各项工作,确保全年目标任务圆满完成!

2024-02-28

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2023-05

提升工程建设审批服务保障能力 全力助推重点项目建设提速增效

鸡西市住建局积极深化工程建设项目审批制度改革工作,深入贯彻落实全市民营经济发展大会精神和《关于贯彻落实<中共黑龙江省委黑龙江省人民政府关于振兴发展民营经济的若干意见>的实施意见》,聚焦从破解民营经济在办理建筑许可手续、惠企政策落实等方面入手,积极转变作风,提升服务能力和质效,加速释放我市工程建设项目审批制度改革红利,营造优良营商环境。

2023-05-24

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2023-05

市人大常委会副主任兰知震深入滴道区包联企业走访调研

5月10日下午,市人大常委会副主任兰知震带领市金融办调研走访我区部分包联企业,滴道区委副书记、政府区长陈文波,区人大常委会主任程显峰,区工信局和发改局相关人员陪同走访。

2023-05-24

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