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| 石墨烯大规模工业化制备技术仍未成熟，难以撼动天然石墨消费结构 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-10-26 10:51:23 浏览次数： |
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 石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料，其强度是已测试材料中最高的，是钢的100多倍；载流子迁移率是商用硅片迁移率的10倍；热导率是金刚石的3倍。石墨烯是一种应用潜力广泛的碳材料，在电子器件、新能源、航天军工、生物医药等领域拥有广阔的应用前景，将成为下一个万亿级的新兴产业。世界主要国家都在进行石墨烯的前沿研究，但多处于材料研发的初级阶段，距大规模生产应用仍有一段距离。学者预测石墨烯首先应用于电子触摸屏，用作储能材料也将于近些年实现，但用作高频电路、逻辑电路则在更远的将来才能走向市场。
一、石墨烯应用发展展望
石墨烯具备完整的较强导电性、透光性、柔性及微电子等属性，可作为感应层或者驱动层，被使用在触摸屏的模组里。2015年全球首台石墨烯手机已经在重庆发布。2014年全球对透明导电薄膜的市场需求量约为4000万m2，根据机构预测，5年后需求量将翻一番，猛增至8000万m2。其最大的市场为触控领域，应用于显示器、平板电脑、智能手机等产品。石墨烯具有极高的比表面积，这使得石墨烯可成为潜力巨大的储能材料。石墨烯电池在比容量、成本、寿命等较其他产品有显著的卓越性，2015年石墨烯聚合材料电池将在西班牙实现产业化。石墨烯电池负极材料具有优良的比容量。
专业人士预计到2020年，中国储能产业的市场规模至少可达6 000亿元。石墨烯有望成为市场潜力巨大的电极材料。石墨烯材料能有效去除水中重金属、染料和氟化物。吴艳等研究得到当亚甲基蓝初始浓度为100mg/L，石墨烯吸附剂投加量的最适浓度为2g/L。2012年中国工业废水排放量为221.6亿t。这表明石墨烯吸附材料在水处理领域上也有巨大的应用前景。
科学家正在研究石墨烯的新应用领域，主要集中于超轻型材料、太空线缆、石墨烯光电探测器等。
二、石墨烯产业对天然石墨需求的判断
石墨烯的制备主要有四种方法。机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法的原材料为天然石墨，而气相沉积法原材料多为甲烷。电阻触摸屏石墨烯材料，多采用氢气、甲烷等原材料先在金属表面上催化生长石墨烯。在作为吸附材料，不同的学者应用氧化石墨烯和还原性石墨烯均取得了不错的效果。
制约石墨烯广泛应用的瓶颈在于难以大规模、低成本、可控的制备高品质的石墨烯。现在氧化还原法和化学沉积法均实现了石墨烯制备的产业化，并且产量也已达到吨级。但对于未来石墨烯的巨大需求，何种方法能大规模、低成本、可控的合成石墨烯，将主导未来天然石墨需求态势。
随着石墨烯研发的深入和产业化的推进，中国涌现了几十家石墨烯高科技企业。如上海新池、南京科孚纳米、深圳贝特瑞等。中国现阶段石墨烯生产线在江苏常州、泰州、浙江宁波、重庆、山东、宁夏等地投产，生产规模在30~300t之间，且采用的原料多种多样，江苏第六元素公司采用石墨粉氧化还原、二维碳素公司采用甲烷等化学气相沉积，而宁夏平罗采用碳化硅生产下脚料作为原料。由此可见，在2020年前石墨烯产业对天然石墨的需求量将保持在万吨的规模，难以撼动天然石墨的消费结构。
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