石墨深加工技术发展及展望

石墨深加工技术发展及展望

白新桂

一、国内外石墨加工技术现状及发展趋势

我国是天然石墨资源大国，储量、产量及出口量均居世界首位。但由于技术开发投入不够，目前仍以原料生产及加工鳞片石墨为主。碳-石墨材料是前景很大的新兴材料，广泛用于高科技领域，发达国家投入人力、财力进行开发研究。天然石墨深加工技术进展很快，目前已形成一些新型产业。

目前，美、日、德、法的柔性石墨产业居领先地位。日本生产核能级的超低硫（S<500ppm）及高纯（S<50ppm）产品的技术领先。其中，高纯柔性石墨只有日本能够生产。全世界柔性石墨产量最大为1.5~2.0万吨以上。

在锂离子电池阳极材料方面，由于石墨具有极佳的电容量，美国、日本的锂离子电池采用改性石墨作阳极材料，并已形成产业。

浸硅石墨，目前仅德、美、俄生产。该产品是一种在宽温度区内具有高硬度和高机械强度、耐磨、耐腐蚀、润滑性好的新材料。与碳化硅制品相比，最大的特点是成品率高，价格较低廉。

由于彩电更新换代周期大大缩短，对彩电管用石墨乳性能要求也日新月异。国外目前依然十分重视彩电管石墨乳的研制开发。

我国柔性石墨新产业正在建设发展中，“八五”期内取得了一批柔性石墨加工技术及装备的成果，但目前仍处于试制阶段。我国锂离子电池还处于小试阶段，但已用天然石墨研制出结构稳定的阳极材料。其内容量密度达350mAh/g。我国经引进和消化吸收已能生产5种规格彩电管石墨乳。浸硅石墨制品目前国内属空白。

二、柔性石墨及膨胀石墨材料的开发与应用

柔性石墨和膨胀石墨是重要的石墨深加工产品。从材料学的角度，膨胀石墨与柔性石墨二者有很大区别，是两种材料。膨胀石墨是松散的多孔结构材料，具有优良的隔绝密封性能。随着技术和新材料应用的发展，这两类新材料由于其不同的特性，各自的应用领域也显著不同。本文将讨论这两种特性不同而又紧密相关的材料，在化工领域及其它领域的应用现状及发展趋势。

自本世纪六十年代美国联碳公司发明柔性石墨制造技术以来，柔性石墨产业的发展已有近四十年的历史。柔隆石墨作为一种优秀的密封材料，已逐渐为工程界所熟悉，并且有人给它冠以“密封王”的头衔。柔性石墨由天然鳞片石墨加工而得。制备的关键技术，是将天然鳞片石墨制备成石墨层间化合物。工业操作上，常用浓硫酸作为层间插入物，所以它又称酸化石墨（可膨胀石墨）。不过酸化石墨是在石墨与酸反应后，经水洗干燥，大部分层间插入物已经逸出，所以它实际上是残余石墨层间化合物。绝大部分石墨层间化合物在快速加热时，层间插入物都会气化，从而形成高压，使石墨粒子沿C轴方向膨胀。很薄的酸化石墨鳞片膨胀后象一条条蠕虫，长度可达1~2cm所以称蠕虫石墨或石墨蠕虫，亦即通常所说的膨胀石墨。膨胀石墨在压制或轧制时，蠕虫之间相互啮合，从而压轧成石墨卷材或板材，即为柔性石墨。由于插层剂硫酸在加热时绝大部分地区逸出，所以柔软性石墨除有1000PPM左右的残硫外，化学成份与鳞片石墨基本相同，为纯碳。

2．1可膨胀石墨的制备

目前，国内可膨胀石墨生产采用两种工艺：化学法和电化学法。两种工艺除氧化工序不同外，脱酸、水洗、脱水、干燥等其它工序相同。采用化学法的绝大多数厂家产品的质量，都能达到GB10698-89《可膨胀石墨》标准规

定的指标，满足大宗柔性石墨板材生产用料要求和出口供货标准。但生产特殊要求的低挥发份（<10%）、低含硫量（<2%）的产品比较困难，生产工艺不过关。强化技术管理，认真研究插层过程，掌握工艺参数和产品性能的关系，生产质量稳定的可膨胀石墨，是提高后续制品质量的关键。电化学法不用其它氧化剂，将天然鳞片石墨和辅助阳极一起构成阳极室浸泡在浓硫酸电解液中，通直流或脉冲电流，氧化一定时间后取出，水洗干燥后即为可膨胀石墨。该法最大特点，可通过调节电参数和反应时间控制石墨反应程度和产品的性能指标，污染小，成本低，质量稳定，性能优异。解决插层工艺中的搅拌问题，提高效率，降低电耗，是该法急需解决的课题。以上两种工艺脱酸后，石墨层间化合物润湿、吸附的硫酸质量比仍在1：1左右，插层剂消耗量大，洗涤用水量和污水排放量居高不下。且多数生产厂家没有解决废水处理问题，处于自然排放状态，环境污染严重，将制约行业的发展。

2．2膨胀石墨加工方法的进展

2．2．1激光膨化方法的研究

文献（3）研究了如何利用激光膨化可膨胀石墨。激光具有最高的能量密集度，并且石墨对激光还有良好的吸收性，其吸收率可达95%以上，这正好满足了石墨膨化需要快速升温的要求。文献采用的激光是波长10.6微米的中红外光。对于厚度只有几十微米的石墨鳞片来说，红外光的穿透深度是大约与其波长相当的。所以它对石墨鳞片来说具有体积加热的效果。在其实验中选用了国产的HGL-81型CO2气体激光器。实验使用的激光膨化装置如图1-1所示。

由于激光高的能量集中和膨胀过程热量的传播方式，使得残余化合物的分解速度大于它所在微裂纹的扩展速度，生成的大量气体使裂纹上下表面迅速

石墨的发展历程

石墨的发展历程 早在二十世纪三十年代，我国黑龙江鸡西柳毛、山东南墅石墨矿就开始了石墨的生产加工。当时选矿工艺流程简单，工人劳动条件差，生产率极低，年产量仅有几千吨。经过几十年的发展，我国石墨及碳素制品产量快速上升，2004-2011年，石墨及碳素制品产量年复合增长率达 22.12%。2011年，我国石墨及碳素制品产量为2556.17万吨，同比增长21.98%。 [1] 石墨及碳素制品具备优良的性能，应用日益广泛，产能及效益近年来呈快速增长趋势。2011年，我国石墨及碳素制品行业发展迅速，行业内企业对成本费用的管理控制能力较高，盈利能力较强。国家统计局数据显示，2011年，我国石墨及碳素制品行业实现工业总产值1675.64亿元;实现销售收入1677.65亿元，同比增长40.58%;实现利润总额109.59亿元，同比增长50.87%。随着应用的不断推广，我国石墨及碳素制品行业的竞争也日趋激烈。 中国规模以上石墨及碳素制品企业较多，集中度低。截至2011年末，中国规模以上石墨及碳素制品企业达871家，销售收入排名前十的企业销售收入总额仅占全行业的13.46%。从世界石墨及碳素制品市场的发展趋势和竞争格局来看，未来我国石墨及碳素制品行业将逐步向大集团集中，石墨及碳素制品行业的集中度将会进一步提高。 随着我国冶金、化工、机械、医疗器械、核能、汽车、航空航天等行业的快速发展，这些行业对石墨及碳素制品的需求将会不断增长，我国石墨及碳素制品行业将保持快速增长。根据《中国石墨及碳素制品行业发展前景与投资战略规划分析报告前瞻》统计数据，2006-2011年，我国石墨及碳素制品行业销售收入年复合增长率为36.56%。根据当前国内外经济形势，结合2006-2011年中国石墨及碳素制品行业销售收入数据及中国经济增长数据，粗略估计2012-2015年我国石墨及碳素制品行业销售收入年复合增长率为21%，2015年，我国石墨及碳素制品行业销售收入将达到3400亿元。

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

石墨行业现状

石墨行业现状 石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有耐高、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑强度高、导热、导电、可塑性、涂敷性性能等特有的物理化学性能,广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨分为人造石墨和天然石墨,其中天然石墨根据结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途，将天然石墨分为三类：致密结晶状石墨、晶质(鳞片)石墨和隐晶质(土状)石墨。 一、石墨的特性及用途 1、石墨特殊性质 1）耐高温性：石墨熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 2）导电、导热性：石墨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、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 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。 7）高传导透明性：碳原子构成的单层片状结构二维晶体--石墨烯，导电导热透明，无与伦比。 2、石墨的主要用途 1）、耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，冶金工业上主要用来制造石墨坩埚，炼钢上常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。

华为石墨产业全球及中国石墨矿资源分布概况最详细

【石墨产业】全球及中国石墨矿资源分布概况（最新、最全、最详细） 一、全球石墨矿资源概况 1、全球石墨资源储量 全球石墨资源分布既广泛又相对集中，据USGS资料显示，2013年全球石墨总储量约1.3亿吨矿物量。巴西、中国、印度和墨西哥的石墨储量合计占全球总储量的92.77%。中国石墨基础储量约占世界的33%，仅次于巴西（约占世界的38%）。巴西新发现的Almenara石墨矿为罕见的超大型石墨矿，使其石墨总储量由之前的36万吨增加到近5800万吨，位居世界首位。印度石墨矿储量为1100万吨，墨西哥石墨储量为310万吨。 2015年世界主要石墨国家基础储量对比图 2、国外石墨矿床类型 （1）石墨呈浸染鳞片状分布在火山岩、硅质沉积岩中，此类矿床石墨鳞片大，矿石质量高，有著名的马达加斯加大鳞片晶质石墨矿； （2）含石墨矿石呈脉状充填在断裂裂隙和洞穴中，此类矿床石墨品位高，典型的矿床是斯里兰卡的脉状石墨矿； （3）由中酸、酸性花岗岩侵入大理岩中形成热液交代接触变质矿床，此类矿床矿石质量较好，在俄罗斯和朝鲜等国家有分布； （4）煤或富碳沉积物中的变质石墨矿床矿石中的石墨多为隐晶质，墨西哥、印度及澳大利亚的大部分石墨矿床均属此类型。 3、各国石墨资源概况 巴西 巴西石墨矿分布在MinasGerais、Ceara和Bahia地区，PedraAzul地区拥有巴西最好的鳞片石墨矿，石墨矿石储量已探明2.5亿吨，品位20-25%。新发现的奥门纳拉石墨矿石资源量近5700万吨，碳含量4-10%。

印度印度石墨矿床多为煤或富碳沉积物的变质石墨矿床，主要分布在奥瑞萨邦和拉贾斯坦邦，奥瑞萨邦的石墨矿床赋存于寒武纪地层中，有三个石墨矿带，即：博兰吉尔-桑巴尔普尔矿带、普尔巴尼-长拉汉迪矿带和登卡纳尔矿带，其中最大的矿床延伸达6.4-11.3公里，矿体厚120米。 墨西哥 墨西哥已发现的石墨矿床绝大多数为隐晶质石墨矿床。其石墨矿床主要分布在格雷罗州、索诺拉州和伊达尔戈州。世界上超大型的高质量的隐晶质石墨矿床就位于索诺拉州。该矿床矿体赋存在含煤的深灰红色石英岩之间，矿体厚7.3米，矿体的平均品位非常高，矿石一般品位为80%，最高品位可达95%。 马达加斯加马达加斯加有着全球优质的大鳞片石墨矿床，主要分布在马达加斯加岛东部沿海地区。该类石墨由高碳地层经区域变质作用而形成，呈浸染状赋存于火山岩、硅质沉积岩中。矿体产于云母片岩和云母片麻岩中。矿石品位一般为3-11%，少数矿脉的品位可高达30-40%。马达加斯加的石墨不仅片度大，粗者可达4毫米，甚至超过1厘米，而且其石墨片薄，厚度均匀，质地纯净柔软，工艺性能良好。 斯里兰卡斯里兰卡的西部和西南部分布多个优质的晶质石墨矿床，矿体多呈脉状分布于太古界片麻岩中，有的呈透镜状和囊状充填在变质石灰岩和结晶页岩的洞穴中，洞穴型充填的石墨矿体长达20多米，宽3-6米。矿石品位较高，一般为75%，最高可达98%。斯里兰卡的脉状石墨成因复杂，多数学者认为是由古老高碳地层经接触变质而成，后再经运移充填在裂隙或洞穴中。 朝鲜朝鲜盛产细晶石墨和隐晶石墨，矿床主要分布于慈江道和咸镜道。咸镜道内的东方石墨矿是朝鲜最大的细晶质石墨矿床。石墨呈细鳞片装或致

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

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

关于石墨资源开发利用及产业发展的调研报告

关于石墨资源开发利用及产业发展的调研报告 发布日期：2009-07-01来源：平度市国土资源局 为准确把握平度市石墨资源开发利用状况，制定正确的产业政策，有效保护、合理利用石墨资源，平度市国土资源局对我市石墨资源开发利用情况进行了全面调研，提出了今后工作思路，现将有关情况报告如下： 一、平度市石墨资源情况及资源地位 平度及莱西石墨矿田是我国石墨资源三大主要产地之一。据不完全统计，近年来，平度石墨年产量折合纯碳约15万吨左右，约占全国石墨总产量的1/3。从资源储量看，我市累计探明储量（矿物量）1381.5万吨，截止2006年末保有储量（矿物量）701万吨，预计远景资源储量4600万吨。石墨开采保证程度较高。 在石墨品质方面，平度石墨具有其它产地不可比拟的优势。我市石墨矿石品位一般在2.5%—3.5%，个别矿山达到5%—8%，以结晶质鳞片石墨矿物为主，结晶程度高，鳞片粒度大，质量好，在采取精、深加工技术生产高品质、高赋加值产品方面，平度市石墨资源质量优势明显。 石墨作为非金属矿物，兼有金属矿物的性状，尤其在耐高温、耐酸、耐碱、润滑、导电、柔韧性等方面具有独特的理化性质，广泛应用于钢铁冶炼、航空、航天等多个领域。特别是在近年来蓬勃兴起的电子工业、汽车工业领域占有其他矿产品不可替代的地位。历来被材料行业看作是不可或缺的战略物资。 石墨是平度市不可多得的珍贵资源，全面把握，正确认识平度石墨的特殊地位和目前的危机形势，研究制定有效保护，合理利用的方法措施，非常重要。 二、平度市石墨资源开发利用历史简述 平度市石墨资源开发利用经历了从粗放、零星、低水平到相对科学、集约、深加工、高产值的曲折过程。自上世纪70年代末平度市石墨采、选业产生至今，矿山采选工艺技术，生产规模，产品档次，经营方式发生了质的飞跃。由早期的遍地开花、人工采掘、单体石墨小槽式水料生产，转化为现在比较规范的全机械化采掘、运输，中、高碳石墨流水生产作业，产品向深加工，精加工档次转变。出现了黑龙石墨公司、高尔富石墨公司为代表的集团化龙头生产企业和中外合资企业。 到2007年初，各类石墨采选企业40家，其中独立选矿加工企业13家，采选一体企业27家，据不完全统计2007年生产各类石墨产品约15万吨，实现销售收入约2.5亿元。生产销售中高碳及深加工企业28家；有5家企业年销售收入超过1000万元，23家企业销售收入超过500万元。固定资产超过1000万元的矿山4家，500万元以上的矿山11家。 石墨经济迅速发展的同时，也出现了一系列急需解决的问题，直接阻碍了石墨经济的进一步发展。主要表现在：一是矿山布局混乱，大矿小开、粗放式管理、没有科学的生产规划。小规模粗放经营，随意选择排尾场地，不仅大幅增加了采选成本，而且因为相互争矿，无序占压耕地，引发了许多社会问题。随着采深的增加，尾沙库的增高扩大，该类问题更显突出；二是初级选矿技术粗糙，资源浪费严重。矿山在没有取得足够的生产许可时限以前，要获取最大的利益回报，不可能靠增加投入、改善选矿技术水平来提高选矿回收率、增加企业收益，目前普遍存在的靠增加采矿量增加产量的现象也就成为必然。其结果是增加了企业的石墨产量，提高了企业的经济收益，但同时降低了石墨的回收率，大量石墨资源鳞片进入尾矿，

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

石墨烯产业发展现状调研

Acer 宏碁AS4750G-2454G75Mnkk 石墨烯产业发展调研报告 石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元，就是石墨的单层薄片。它是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》曾将石墨烯列为2008年10大新兴技术之一。在2009年12月18日出版的《科学》杂志中，“石墨烯研究取得新进展”被列为2009年10大科技进展之一。2010年10月5日，英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯（graphene）研究方面的杰出成就而荣获2010年诺贝尔物理学奖。 1.1石墨烯结构及性质 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊，必须用相对论量子物理学(relativistic quantum

physics)才能描绘。石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。 石墨烯是目前已知的最薄的一种材料，单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度，这种厚度的石墨烯拥有了许多石墨所不具备的特性。 （1）导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度超过了在其他金属单体或是半导体中的运动速度，能够达到光速的 1/300，正因如此，石墨烯拥有超强的导电性。 （2）超高强度：石墨是矿物质中最软的，其莫氏硬度只有1-2级，但被分离成一个碳原子厚度的石墨烯后，性能则发生突变，其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，且可以弯曲。 (3)超大比表面积：由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚，

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)。

我国石墨产业链分析及发展建议

我国石墨产业链分析及发展建议 天然石墨具有金属和非金属双重特性，是重要的战略矿物资源，我国是世界上晶质石墨资源储量、产量、出口量第一大国，当前查明资源储量为1.84 亿吨。晶质石墨具有结晶完整，片薄、导电、润滑性能优异等多种特性，随着科学技术进步石墨产品开发与应用的技术水平不断提升，石墨产品种类繁多，其种类数量可以说成千上万。产品广泛应用于冶金、机械、化工、电子、纺织、汽车、医疗、航空航天、核能、国防军工等领域，石墨产业也由初级加工向精深加工发展，其产业链也不断拓展与向下游不断延伸。 针对石墨产品种类繁多，产业链不断拓展与延伸，从石墨产业为资源型产业、石墨产品分类等角度对石墨产业链的构建进行了分析，针对产业发展提出了相应对策，以便为石墨产业链的延伸与优化提供依据。 1 石墨产品分类 石墨产业是资源型产业，根据资源型产业自身发展的规律和深加工工艺特点，可将石墨产品纵向分为三大类。一是由石墨采、选业生产的“原料级石墨制品”，二是由石墨精深加工业生产的“材料级石墨产品”，三是由专用石墨产品开发商生产的“专用级石墨产品”。石墨产品及产业纵向分类见图1。 2 材料级石墨产品分类 原料级石墨产品加工成为材料级石墨产品，从加工技术要求来看，主要是进行提纯、细化和

改性等方面的加工。 以原料级石墨产品为原料，以提纯、细化、改性为技术主导方向可将当前主要的材料级石墨产品分为三大类11 种产品。第一类为提纯类产品，主要为高纯石墨；第二类为细化类产品，主要有球化石墨、石墨微粉、石墨乳；第三类为改性类产品，主要产品有氟化石墨、硅化石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨、柔性石墨、天然石墨电极以及镁碳砖等。 3 石墨产业链分析 石墨产业是资源型产业，根据资源型产业发展的特点以及石墨产品的纵向分类，石墨产业链主要分为三大部分。一是石墨采、选产业；二是材料级石墨产品向专业级石墨产品延伸深精加工产业；三是石墨尾矿综合利用产业。 3.1 石墨采、选产业。 采、选产业是石墨产业的最上游产业，其主要是天然石墨矿石的开采与矿石的初选等，其主要产品为石墨精粉。采、选业作为深加工重要的基础产业，应科学规划、合理布局，依靠科技创新提高产品质量与生产效率。因此，石墨资源开发须在总体规划指导下，分期分批有序进行，正规设计、规模化开采、保护性开发，最大价值、最高效率地利用资源。3.2 精深加工产业。 材料级石墨产品向专业级石墨产品延伸深精加工产业链相对复杂。主要以产品分类、应用领域或某一特性为主线进行石墨加工产业链分析。随着科技创新的发展，满足下游领域对高性能、专业化石墨材料制成品需求将成为发展的主流，由石墨材料级产品向石墨专业级产品精深加工产业将成为石墨产业中高附加值产业部分，其方向发展趋势明显。 主要可分为以下几方面：一是新能源材料类石墨产业链。石墨是锂离子电池、燃料电池、动力电池等重要原材料类，可形成：球形石墨、锂离子电池负极材料、其他配套材料。二是高档石墨密封类材料产业链。根据相关产品具有优良的隔绝密封性能。大力发展满足石

石墨产业现状及发展专题研究

石墨产业现状及发展 专题研究 二Ｏ一一年七月

目录 第一章石墨概况 (4) 一、石墨的特点 (4) 二、石墨的应用 (5) 三、石墨新材料 (6) 四、关于石墨烯 (7) （一）概况 (7) （二）十大用途 (8) 第二章全球石墨行业发展状况分析 (10) 一、世界石墨矿产资源分布 (10) 二、全球石墨生产状况 (11) 三、全球石墨市场状况 (13) （一）全球石墨市场现状 (13) （二）全球石墨技术发展现状分析 (13) （三）全球石墨价格走势 (14) 四、全球主要国家石墨行业发展状况 (14) （一）印度 (14) （二）巴西 (15) （三）加拿大 (15) （四）澳大利亚 (16) （五）捷克 (16) 五、世界石墨市场前景分析 (17) 第三章中国石墨行业发展状况分析 (19) 一、近几年中国石墨行业政策法规环境分析 (19) （一）国家宏观调控政策分析 (19) （二）石墨市场国家宏观发展规划调控方向 (19) （三）石墨进出口政策分析 (19) 二、中国石墨技术现状 (21) 三、我国的石墨资源 (22) （一）石墨的种类 (22) （二）我国石墨资源的特点 (24) 四、我国石墨生产和需求状况 (25) 五、我国石墨产业进出口情况分析 (26) （一）我国石墨进出口总体情况 (26) （二）我国石墨主要进口来源国 (26) （三）我国石墨主要出口国家 (27) 六、我国石墨行业的主要加工企业 (28) （一）方大碳素 (29) （二）中钢吉炭 (29) 七、我国石墨行业的主要开采企业（不含黑龙江） (30) （一）青岛黑龙石墨有限公司 (30) （二）青岛海达石墨有限公司 (31) （三）青岛兴华石墨制品有限公司 (32)

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

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)

黑龙江鸡西石墨产业发展规划研究报告

黑龙江省鸡西市石墨产业发展规划 研究报告 一、鸡西石墨产业发展现状及存在问题 （一）发展历程 鸡西石墨产业发展始于上世纪30年代，目前己形成较为坚实的产业基础。期间经历过上世纪80年代的高峰，也经历了90年代的低谷，进入新世纪以来，石墨产业又进入新一轮的发展阶段。 l、起始阶段 起始阶段（30年代～80年代），当时，在日本人占领东北的客观政治环境下，日本人在鸡西首先发现了石墨矿产资源并进行掠夺性开采。解放后，石墨采选业虽得到延续发展，但一直保持单一企业生产状态，规模小，技术装备落后，只能生产低碳石墨精矿粉。 2、快速发展阶段 快速发展阶段(80年代～90年代中期)，随着我国改革开放政策的实施和世界工业经济快速发展，加上日本、韩国等国家对石墨进行战略储备，石墨需求量大幅增加，产品价格上涨，鸡西石墨生产企业骤然增多，产业规模迅速扩大，以柳毛石墨矿为代表的石墨采选能力明显提高，产品出口全球30多个国家和地区，在世界上树立了鸡西“柳毛牌”石墨的知名品牌。 3、产业下滑阶段 产业下滑阶段（90年代中期～新世纪初期），世界石墨产能经过90年代初期快速扩张之后，由于受亚洲金融危机影响，市场需求大幅萎缩，供大于求，价格下降30%以上，石墨企业陷入前所未有的发展困境；同时，企业受其实力及技术装备水平限制，剥离欠账，采剥失衡，产品以原材料初加工为主，缺少市场应变能力，许多采选企业处于停产或半停产状态，导致鸡西石墨产业整体下滑。 4、恢复性发展阶段 恢复性发展阶段（“十一五”后期），进入“十一五”以来，我国经济快速发展，国际市场逐渐恢复，产品需求快速增长，加速了石墨产业发展。新企业依靠技术创新，调整产品结构，加之政府宏观引导，石墨产业开始走向良性发展轨道，尤其是近年来，引进深圳贝特瑞、香港浩市公司，培育奥宇、金宇、普晨、盛源石墨公司等一批优势企业，为石墨产业下一步发展奠定了坚实基础。 （二）产业现状 经过改革开放30多年以来的快速发展，石墨产业在采选能力、产量方面大幅增长，产品品种不断增加，企业结构进一步优化。 1、石墨产量和经济效益持续增长 截止2010年，全市石墨精矿产能达到26万吨，产量19.6万吨，产值6亿元，产业总体上保持了增长势头，2010年比2005年产量、产值分别增长了64.7%，71.4%0

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