中國粉體網(wǎng)訊 繼2018年4月成功召開了“2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會”后，2019年6月4-5日由中國粉體網(wǎng)、江蘇省納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心聯(lián)合主辦的“2019第二屆低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”在蘇州如期舉行。本次論壇邀請了十幾位低維碳納米材料行業(yè)的領(lǐng)軍人物于“姑蘇再論道”，吸引了行業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者、技術(shù)人員以及企業(yè)代表共計200余人齊聚蘇州！
©Ma Qianqian/Cnpowder.com.cn
會議現(xiàn)場
低維碳納米材料的制備
毋偉教授在報告中提到在充分分析了之前的石墨烯制備方法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外最新文獻，創(chuàng)新性地采用親水性的石墨衍生物，如：碳量子點、石墨烯量子點、氧化石墨、氧化石墨烯、磺化石墨等為添加劑，在水相中高速剪切石墨，制備親水性的復(fù)合石墨烯納米片，并成功實現(xiàn)了中試。這些親水性的復(fù)合石墨烯納米片可以通過簡單的后處理得到石墨烯納米片，也可以直接作為產(chǎn)品用。其突出優(yōu)點是相對于純石墨烯，它具有親水性和可功能化性；相對于石墨烯衍生物，它又具有一定的導(dǎo)電性。同時相比于邊緣氧化和表面修飾得到的親水性石墨烯，又具有制備工藝簡單，易產(chǎn)業(yè)化的特點，具有獨特性。
郭鳴明教授介紹了石墨烯量子點的突出優(yōu)點，潛在應(yīng)用，發(fā)展所面臨的嚴峻問題以及生長機理的探究。還介紹了一鍋法制備多色碳量子點，并表示一鍋法速度快、易監(jiān)測、易分離、可調(diào)控。石墨烯量子點分離提純5種分離方法：快速CCD熒光光譜；TLC；色譜分離；電泳分離；分子印跡整體柱分離。
將碳納米材料，添加填充到聚酰亞胺材料中，制備出復(fù)合材料，能夠很大程度上提升聚酰亞胺復(fù)合材料的各方面性能（力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能），以進一步滿足和提升隨著高新科技發(fā)展而帶來的產(chǎn)品對材料性能的新要求。周忠福教授介紹了近年來國內(nèi)外有關(guān)碳納米材料及其衍生物改性聚酰亞胺制備復(fù)合材料的研究進展，重點闡述了復(fù)合材料的制備方法及性能，最后對復(fù)合材料的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景進行了展望。
王綱博士介紹了石墨烯的一些基本概念，石墨烯/高分子復(fù)合材料制備工藝，并對三種工藝進行了對比。
鄭應(yīng)福副院長介紹了圣泉石墨烯的2種宏量制備工藝。①生物質(zhì)石墨烯：以生物質(zhì)為原料，采用基于基團配位組裝析碳原理制備的石墨烯復(fù)合炭材料。產(chǎn)品特點是導(dǎo)電、散熱、遠紅外、抗菌抑菌、防腐，主要應(yīng)用于功能纖維、復(fù)合材料、涂料；②化學(xué)剝離法石墨烯：以石墨為原料采用化學(xué)插層剝離法制備的高導(dǎo)電型石墨烯。產(chǎn)品特點是高導(dǎo)電性，105S/m，散熱、潤滑。應(yīng)用領(lǐng)域包括導(dǎo)電添加劑、油墨、散熱、潤滑等。
包覆無定型炭是一種常用的提高電極材料導(dǎo)電性和穩(wěn)定性的方法。石墨化炭層具有更好的導(dǎo)電性和機械強度，是一種更理想的包覆層，但是石墨化炭的形成溫度較高，而大部分活性物質(zhì)在高溫下難以穩(wěn)定。何海勇研究員及其團隊開創(chuàng)性地利用SiO2作為穩(wěn)定劑和催化劑，成功地將石墨化炭包覆在過渡金屬化合物納米纖維表面，并同時在納米纖維內(nèi)部形成無定型炭導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，獲得一種具有高導(dǎo)電性和高柔韌性的納米纖維柔性電極。突破了在過渡金屬活性材料表面包覆石墨化炭的技術(shù)瓶頸，同時解決了電化學(xué)循環(huán)過程中活性材料的體積膨脹和導(dǎo)電性差等問題，極大地提高了電極的循環(huán)穩(wěn)定性和儲鋰容量。
耿宏章教授介紹了他近來所專注的碳納米管柔性導(dǎo)電薄膜的研究成果，從碳納米管的種類、純化、分散、成薄、后處理等方面探討了提高薄膜導(dǎo)電性的方法，以及在有機發(fā)光器件OLED中的應(yīng)用、存在的問題和解決方法。對碳納米管薄膜的研究推廣和應(yīng)用于OLED器件的進一步研究和應(yīng)用提供了寶貴的參考價值。
低維碳納米材料的應(yīng)用
超級電容器是一種高功率、長循環(huán)壽命的電化學(xué)儲能器件，而炭材料是其中的核心電極材料，其中以電容炭和石墨烯最受矚目。陳成猛研究員及其團隊一方面以生物質(zhì)、高分子和煤炭等為原料，制備了一系列結(jié)構(gòu)可控可調(diào)的多孔炭材料，建成十噸級生物質(zhì)基電容炭中試線。另一方面以石墨為原料，采用氧化還原法，實現(xiàn)了石墨烯的噸級中試生產(chǎn)。并將自主開發(fā)的電容炭和石墨烯復(fù)合形成炭電極，應(yīng)用于卷繞式和疊片式超級電容器件，并形成電動車和光伏照明等應(yīng)用示范，打通了“料－材－器－用”創(chuàng)新鏈。
孫曉剛教授介紹了晶須碳納米管及其應(yīng)用，晶須碳納米管氧化溫度700℃以上，穩(wěn)定性極佳。將晶須碳納米管分散液分散在正負極中，碳納米管和晶須碳納米管分散在正極材料中進行了對比實驗。實驗結(jié)果表明，添加1%晶須碳納米管石墨負極容量提高35%。
丁古巧研究員介紹了一系列石墨烯材料定制方案，包括：純石墨烯纖維用大尺寸石墨烯，石墨烯改性纖維用小尺寸石墨烯，量子點用于腫瘤和干細胞標(biāo)記，GO/rGO生產(chǎn)線方案，機械剝離石墨烯中試線，機械剝離石墨烯生產(chǎn)線，電化學(xué)可控制備石墨烯，百克級石墨烯量子點。還介紹了石墨烯改性纖維的一些應(yīng)用。
長期污染水體治理形勢嚴峻，而石墨烯理論上具備良好的水處理材料條件。顧寶珊教授的報告介紹了如何將石墨烯材料應(yīng)用于污水處理，包括：石墨烯材料及其在水處理領(lǐng)域應(yīng)用；中國鋼研石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域開展的工作與成果；石墨烯材料技術(shù)治理黑臭水體、富營養(yǎng)化水體與水環(huán)境生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)用；石墨烯材料技術(shù)治理黑臭水體、富營養(yǎng)化水體與水環(huán)境生態(tài)修復(fù)的特點。
沈炎賓副研究員介紹了一種高性能鋰碳復(fù)合材料的研究進展。此鋰碳復(fù)合材料合成簡單且易放大，并展示了很好的電化學(xué)特征。他們制備的鋰碳納米管球復(fù)合物（Li-CNT）的放電容量達2000mAh g-1，和磷酸鐵鋰做成全電池測試得到庫倫效率90.1%。進一步，不同的碳材料復(fù)合的體系可以提高材料的放電容量，降低的鋰成核過電勢，其庫倫效率高達98.7%。最后，對所得的Li-CNT復(fù)合材料進行處理，使其可在空氣中及一些有機溶劑中穩(wěn)定存儲，這不僅大大提高了其可加工性，而且使得此鋰碳材料可以用涂布的方法制備負極片。所涂布的鋰碳負極極片與磷酸鐵鋰裝成全電池測得庫倫效率達99.2%。
孫海燕博士的研究工作是針對常規(guī)纖維存在的功能不足和單一化等缺點，通過將單層高質(zhì)量石墨烯與傳統(tǒng)滌綸相結(jié)合，以實現(xiàn)復(fù)合纖維高性能、多功能化為目標(biāo)。在前期研發(fā)基礎(chǔ)上，解決了適合聚合的單層石墨烯的規(guī)模化制備，大規(guī)模生產(chǎn)過程中石墨烯與聚合物基體有效結(jié)合和良好分散的問題，并逐步解決在原料制備、原位聚合、紡絲、后處理、織造等多個步驟中可能出現(xiàn)的種種問題。
李雪冰博士介紹了顆粒檢測在石墨烯領(lǐng)域的最新進展和應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化的實施中，過程怎么控制。電鏡是一種不可或缺的檢測手段，可以判定石墨烯層數(shù)，但是如果要測量懸浮液中的納米怎么辦？可以考慮動態(tài)光散射。李雪冰博士系統(tǒng)地講述了當(dāng)前顆粒檢測在石墨烯領(lǐng)域的最新進展和應(yīng)用，為石墨烯檢測及應(yīng)用提供了有價值的前沿技術(shù)信息。
低維碳納米材料的標(biāo)準化進展
梁錚主任介紹了泰州石墨烯研究檢測平臺，2011年，泰州市人民政府與泰州巨納新能源有限公司共同成立了泰州石墨烯研究及檢測平臺，成為國內(nèi)首個正式商業(yè)運營的綜合性石墨烯研究與檢測機構(gòu)。梁錚主任就泰州石墨烯研究檢測平臺標(biāo)準化工作及石墨烯國家標(biāo)準計劃做了詳細介紹。
任玲玲研究員為我們詳細介紹了國家質(zhì)量基礎(chǔ)NQI，石墨烯材料市場分析，石墨烯材料NQI技術(shù)研究框架�？偨Y(jié)了國家質(zhì)量基礎(chǔ)提升產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵：需求導(dǎo)向引領(lǐng)計量、標(biāo)準體系建立；標(biāo)準需要頂層設(shè)計成體系研制；對比是專業(yè)計量術(shù)語，按對比程序進行；對比結(jié)果支持國際標(biāo)準及國內(nèi)標(biāo)準立項和發(fā)布。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！
