【正文】 學(xué)術(shù)研究，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。用作復(fù)合材料的主要是通過石墨為原料的剝離法生產(chǎn)石墨烯 材料。 目前對應(yīng)以上商業(yè)化應(yīng)用的石墨烯合成方法主要有四種：微機械剝離法、化學(xué)氣相沉積法 (CVD)、外延生長法、化學(xué)氧化剝離還原法。 ：最近幾年，氧化石墨烯材料用作水處理劑的研究開展迅速， 2020 年初，石墨烯材料諾貝爾獎得主，英國曼徹斯特大學(xué)的 Geim 教授研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯薄膜可屏蔽除水之外所有其他分子，由此發(fā)現(xiàn)石墨烯有望用于制備過濾器材料，從而在海水凈化、污水處理等方面有極大應(yīng)用前 景。超級 電容器可以分為雙電層電容器和電化學(xué)膺電容器，如在石墨烯上電化學(xué)沉積聚吡咯，制成石墨烯 /贗電容復(fù)合電極，比電容可高達 1500F/g，而常規(guī)的超級電容活性炭電極只有 200F/g 左右的容量。 ：石墨烯超級電容器是基于石墨烯材料的超級電容器的統(tǒng)稱。如在磷酸鐵鋰中添加 10%的石墨烯， 1C 放電比容量達到 148mAh/g， 10C 放電容量可保持 1C 放電容量的 95%。許多碳納米管現(xiàn)有的和潛在的應(yīng)用都可能被石墨烯所取代。并且石墨烯由石墨提取，和碳納米管相比，石墨烯顯示了更強的可操作性能、更易于生產(chǎn)和處理。石墨 烯碳納米材料的研發(fā)與生產(chǎn)涉及國家高新技術(shù)材料的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度涉及新材料、能源、環(huán)境、航空航天、國防科技等各個領(lǐng)域，對國家的發(fā)展起著重要作用。日本住友電氣、美國 的國家實驗室 PNNL 在鋰離子電池領(lǐng)域進行石墨烯研究。石墨烯材料相繼獲得各國政府的支持：歐洲聯(lián)盟 2020 年啟動 10 億歐元石墨烯旗艦計劃，韓國投入 億美元商業(yè)化計劃，英國投資 5000 萬英鎊商業(yè)化計劃。 2020年石墨烯 研究獲得諾貝爾物理學(xué)獎，迅速成為材料科學(xué)研究的熱點之一 , 2020 年，有超過 400 個石墨烯的專利和 3000 篇研究論文發(fā)表。強度卻與金剛石相當(dāng)，非常堅硬。 XX市功能化石墨烯材料 工程研究中心 申 請 報 告 申請單位： 主管部門： 申請時間： 2020 年 6 月 目錄 一、申請單位的基本情況 公司簡介 承擔(dān)單位在本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新中的作用和競爭力 二、工程實驗室的基本情況 發(fā)展規(guī)劃及近中期目標(biāo) 組織運行機制，包括各項規(guī)章制度，組織機構(gòu)，研發(fā)經(jīng)費，激勵機制，創(chuàng)新環(huán)境等情況 研究開發(fā)及試驗的基礎(chǔ)條件 近三年開展的研發(fā)工作，包括原始創(chuàng)新、自主開發(fā)、引進技術(shù)消化吸收、產(chǎn)學(xué)研合作等情況 信息化建設(shè)情況 技術(shù)帶頭人與創(chuàng)新團隊情況 近三年取得的主要創(chuàng)新成果及其經(jīng)濟效益 三、有關(guān)證明材料 承擔(dān)單位近兩年財務(wù)報表 大中型工業(yè)企業(yè)科技項目一覽表（ B1071）、大中型工業(yè)企業(yè)科技活動情況表（ B1072）；未列入國家統(tǒng)計局大中型工業(yè)企業(yè)科技活動情況統(tǒng)計范圍的企業(yè)可參照填寫 技術(shù)帶頭人情況表及有關(guān)證書復(fù)印件 近三年開展的科研項目表，獲得的科技成果、專利、標(biāo)準(zhǔn)復(fù) 印件 產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議 成果轉(zhuǎn)讓協(xié)議 其他有關(guān)證明材料 四、相關(guān)縣市區(qū)推薦意見 一、申請單位的基本情況 承擔(dān)單位在本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新中的作用和競爭力 產(chǎn)業(yè)背景介紹 石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種新型碳材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能。單層石墨烯的厚度非常薄，只有一個碳原子厚，約為 納米。隨著對其性質(zhì)研究的不斷深入，石墨烯在高性能納米電子器件、復(fù)合材料、場發(fā)射材料、能量儲存等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。全球范圍內(nèi)商業(yè)用石墨烯材料需求日益擴大，預(yù)計到 2017 年，石墨烯市場容量比 2020 年增加 17倍，年均增速高達 50％以上。 Vorbeck Material 與巴斯夫合作開發(fā)實現(xiàn)單層石墨烯的低成本商業(yè)化生產(chǎn)，主要用于導(dǎo)電油墨生產(chǎn)。 作為最有前途的納米材料，石墨烯具有廣闊的應(yīng)用和市場化前景，其應(yīng)用潛力包括：在航空航天領(lǐng)域的復(fù)合材料、電磁屏蔽材料、隱型材料等；汽車工業(yè)的燃油、靜電噴漆系統(tǒng)、鋰離子電池和超級電容器材料等；電子工業(yè)的新一代半導(dǎo)體器件、超高性能芯片、顯示器、光伏材料、 LED、大屏幕電視、手機顯示屏材料等；復(fù)合材料領(lǐng)域的導(dǎo)電、機械增強、氣體阻隔、功能聚合物涂層、導(dǎo)熱、復(fù)合機械增強材料等；能源工業(yè)的燃料電池、儲氫、太陽能電池材料等；環(huán)境工程的海水凈化、污水處理、潔凈水材料等。同時，研究表明， 1 元石墨烯碳納米材料產(chǎn)值可帶動 610 倍相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值。因此石墨烯相對低成本、大規(guī)模生產(chǎn)比碳納米管材料更具優(yōu)勢。 下面舉例說明石墨烯的應(yīng)用潛力： ：作為電池添加材料，石墨烯已被 證明能夠增加電極材料的導(dǎo)電性、放電比容量、循環(huán)性能和倍率性能。另外采用原位復(fù)合方法制備的石墨烯 /錳酸鋰復(fù)合材料， 50C 和 100C 的放電比容量分別為 11 101mAh/g，遠遠高于使用單純的錳酸鋰材料的電池。由于石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)和出色的物理特性，諸如高導(dǎo)電性和大表面積，使得石墨烯基材料在超級電容器中的應(yīng)用有其獨特的優(yōu)勢。這些都顯示了石墨烯基材料在超級電容器中的應(yīng)用具有極大的潛力。其他的研究包括通過石墨烯包覆沙礫可組裝成過濾材料，其對汞的去除能力比其他吸附劑高 5 倍；石墨烯磁性鐵納米粒子復(fù)合物用于從水中分離砷。CVD可生產(chǎn)高品質(zhì)、大面積單層或多層石墨烯，可滿足電子工業(yè)對大尺寸、高質(zhì)量、可控高電導(dǎo)率和光學(xué)透明性的要求，三星電子等已可在金屬基底制備 10厘米以上的石墨烯薄膜，但因其價格因素，不能用于復(fù)合材料領(lǐng)域。石墨剝離制備石墨烯的方法主要包括 1）機械剝離，2）液相剝離， 3）化學(xué)氧化剝離。當(dāng)前，化學(xué)氧化剝離、然后還原氧化石墨烯（ GO）是最早實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的方法。由于它具有大規(guī)模生產(chǎn)的可能性，適用范圍廣，從 2020 年開始，基于這項技術(shù)的石墨烯生產(chǎn)能力大幅增加。 石墨烯材料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸 產(chǎn)品均一性：只有性能穩(wěn)定的材料，才能實現(xiàn)工業(yè)化并進一步應(yīng)用于相關(guān)領(lǐng)域。石墨烯生產(chǎn)要求能夠簡化過程、綠色環(huán)保、低成本、大批量生產(chǎn)。 企業(yè) /行業(yè) /國家標(biāo)準(zhǔn)的制定：國際上有若干家企業(yè)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，但由于石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化還處 在早期，目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但石墨烯和基底材料的相容性是有效實現(xiàn)石墨烯電極復(fù)合、石墨烯在導(dǎo)電油墨、涂料中應(yīng)用的關(guān)鍵因素。 產(chǎn)品性能優(yōu)勢：（ 1）公司生產(chǎn)的石墨烯單層率 98%，電導(dǎo)率為2020 S/m。吸附容量是常規(guī)碳材料的 7倍，重復(fù)使用 100 次后，吸附容量僅下降 15%。 價格優(yōu)勢：（ 1）由于簡化過程，我們的成本比傳統(tǒng)成本低 3040%。 功能化石墨烯材料工程研究中心的研發(fā)目標(biāo)和技術(shù)方案 功能化石墨烯材料工程研究中心 的研發(fā)目標(biāo)和技術(shù)方案建立在對石墨烯材料在環(huán)境、能源領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀與最新發(fā)展趨勢深入分