大家对这个生物质石墨烯的最大疑问,第一,此生物质石墨烯与其他方法制备的石墨烯的质量有误差异?第二,生物质石墨烯的成本与其他方法制备的石墨烯相比有无优势?2016年1月9日,中央2台《经济半小时》栏目专访了济南圣泉集团,在网络上引起了热议。采访内容包括两部分,前段大部分介绍了玉米芯在济南

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生物质石墨烯靠谱吗?

2016-01-12 13:43 来源: 烯碳资讯 

大家对这个生物质石墨烯的最大疑问,第一,此生物质石墨烯与其他方法制备的石墨烯的质量有误差异?第二,生物质石墨烯的成本与其他方法制备的石墨烯相比有无优势?

2016年1月9日,中央2台《经济半小时》栏目专访了济南圣泉集团,在网络上引起了热议。采访内容包括两部分,前段大部分介绍了玉米芯在济南当地的回收状况。专访的后半部分也就是重点是采访济南圣泉集团。报道声称,圣泉利用回收成本为400元人民币/吨的玉米芯可以制造出被称为“黑金子”的石墨烯,以15吨玉米芯产出1吨石墨烯来计算,可以让玉米芯的价值翻361倍。这样的生物质石墨烯对比国际上200元人民币/g的石墨烯价格,可下降100倍,到2元人民币/g。

先来了解一下圣泉

济南圣泉集团股份有限公司始建于1979年,现有员工3600人,总资产60亿元,是一家专注于各类植物秸秆的研究、开发与综合利用,涉足生物质新材料、酚醛应用、铸造材料和健康医药四大产业的创新型企业集团。公司每年投入科研资金近1.5亿元,截至目前,集团研发中心拥有员工300余人,其中高级职称以上人才30余人,外籍高级专家28人,硕士学历以上专业人才150人。

圣泉集团去年发布公告,与黑龙江大学长江学者付宏刚教授团队联合研发的“配位组装法”工艺制备生物质石墨烯技术宣告成功。在此基础上,圣泉集团规划设计了年设计生产能力为2000吨的、以生物质为原料生产石墨烯的工业化项目。

关于石墨烯的制备,目前主要可以分为两类,一类是以石墨为原材料,通过氧化还原或离子插层的方法,在液相中实施剥离,以得到小于10层的石墨烯。另外一类是通过化学气相沉积(CVD)的方法在衬底上生长大面积的单层石墨烯。

大家对这个生物质石墨烯的最大疑问,第一,此生物质石墨烯与其他方法制备的石墨烯的质量有误差异?第二,生物质石墨烯的成本与其他方法制备的石墨烯相比有无优势?

再来了解一下它的技术

通过搜索我们发现了这个技术的相关论文。

这篇文章发表于2013年4月18日,通讯作者是付宏刚教授本人。这篇论文研究的是一种利用玉米芯制备的多孔的类石墨碳纳米片,并非石墨烯。下面这张图是制备这种多孔石墨碳纳米片过程的原理图。玉米芯里的纤维素等物质首先和Fe(CN)64-进行配位,得到一种复合物。这种复合物在高温下会发生石墨化反应,从而得到一种Fe3C的材料,再把夹在碳层中间的Fe原子移除,就可以得到碳产物了。

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这篇文章里的电镜图显示这种碳纳米片的厚度远超过10层碳原子,并且边缘并不平整。

有评论称,这种材料在除杂之前的成分是Fe3C的话,每吨石墨烯需要黄血盐105吨。黄血盐的单价在2万左右,因而,仅就黄血盐成本算,生物质石墨烯的成本就高达200万/吨石墨烯。即使盐酸和玉米芯都算免费的,他们还使用了能加热到1100度的高温炉,每小时耗电量为14度,电费非常高。加上复杂的制备手段(参见圣泉的专利>,201410308860.1),所以此生物质石墨烯的成本可能高于1元人民币/克的价格。

经过调查我们也查到了复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室教授卢红斌的评论,他表示:

“制备石墨烯,要求生物质材料尽可能地有着规则化的结构,完美的石墨是芳香烃型的结构,才能有较好的电荷传输效率,形成良好的导电性质。若要导电,需要更高的温度来处理。高温处理能石墨化到什么程度、形成怎样的石墨烯片层,也仍然是个问题。”

但他也提出,以生物质为原料制备石墨烯,确实是一个不错的思路,在处理农作物废物上,是一个很好的选择。

“但是,从另外一个角度而言,如果生物质原料可以更加容易地制备出木质素等产品,比大费周章地制备出石墨烯,从合理利用生物质的角度而言是否更合适呢?这值得探讨。”卢红斌说。

此外,卢红斌从环境角度提出了疑问:“大分子的生物质制备石墨烯时,会有许多小分子物质释放出来。生物质中含有氮元素,可能也含有硫元素和磷元素等,这样的废弃物如果排放到空气中,是否会造成一定的环境压力?”

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原标题:生物质石墨烯,靠谱吗?

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