中國粉體網訊 繼2018年4月成功召開了“2018低維碳納米材料制備及應用技術交流會”后，2019年6月4-5日由中國粉體網、江蘇省納米技術產業創新中心聯合主辦的“2019第二屆低維碳納米材料制備及應用技術高峰論壇”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的領軍人物于“姑蘇再論道”，吸引了行業內專家、學者、技術人員以及企業代表共計200余人齊聚蘇州！
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會議現場
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缺點的基礎上，結合國內外最新文獻，創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，制備親水性的復合石墨烯納米片，并成功實現了中試。這些親水性的復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，也可以直接作為產品用。其突出優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，易產業化的特點，具有獨特性。
郭鳴明教授介紹了石墨烯量子點的突出優點，潛在應用，發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、易監測、易分離、可調控。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，制備出復合材料，能夠很大程度上提升聚酰亞胺復合材料的各方面性能（力學、熱學、電學等性能），以進一步滿足和提升隨著高新科技發展而帶來的產品對材料性能的新要求。周忠福教授介紹了近年來國內外有關碳納米材料及其衍生物改性聚酰亞胺制備復合材料的研究進展，重點闡述了復合材料的制備方法及性能，最后對復合材料的發展趨勢和應用前景進行了展望。
王綱博士介紹了石墨烯的一些基本概念，石墨烯/高分子復合材料制備工藝，并對三種工藝進行了對比。
鄭應福副院長介紹了圣泉石墨烯的2種宏量制備工藝。①生物質石墨烯：以生物質為原料，采用基于基團配位組裝析碳原理制備的石墨烯復合炭材料。產品特點是導電、散熱、遠紅外、抗菌抑菌、防腐，主要應用于功能纖維、復合材料、涂料；②化學剝離法石墨烯：以石墨為原料采用化學插層剝離法制備的高導電型石墨烯。產品特點是高導電性，105S/m，散熱、潤滑。應用領域包括導電添加劑、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電性和穩定性的方法。石墨化炭層具有更好的導電性和機械強度，是一種更理想的包覆層，但是石墨化炭的形成溫度較高，而大部分活性物質在高溫下難以穩定。何海勇研究員及其團隊開創性地利用SiO2作為穩定劑和催化劑，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部形成無定型炭導電網絡，獲得一種具有高導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瓶頸，同時解決了電化學循環過程中活性材料的體積膨脹和導電性差等問題，極大地提高了電極的循環穩定性和儲鋰容量。
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電性的方法，以及在有機發光器件OLED中的應用、存在的問題和解決方法。對碳納米管薄膜的研究推廣和應用于OLED器件的進一步研究和應用提供了寶貴的參考價值。
低維碳納米材料的應用
超級電容器是一種高功率、長循環壽命的電化學儲能器件，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、高分子和煤炭等為原料，制備了一系列結構可控可調的多孔炭材料，建成十噸級生物質基電容炭中試線。另一方面以石墨為原料，采用氧化還原法，實現了石墨烯的噸級中試生產。并將自主開發的電容炭和石墨烯復合形成炭電極，應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用示范，打通了“料－材－器－用”創新鏈。
孫曉剛教授介紹了晶須碳納米管及其應用，晶須碳納米管氧化溫度700℃以上，穩定性極佳。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記，GO/rGO生產線方案，機械剝離石墨烯中試線，機械剝離石墨烯生產線，電化學可控制備石墨烯，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用于污水處理，包括：石墨烯材料及其在水處理領域應用；中國鋼研石墨烯應用領域開展的工作與成果；石墨烯材料技術治理黑臭水體、富營養化水體與水環境生態修復工程應用；石墨烯材料技術治理黑臭水體、富營養化水體與水環境生態修復的特點。
沈炎賓副研究員介紹了一種高性能鋰碳復合材料的研究進展。此鋰碳復合材料合成簡單且易放大，并展示了很好的電化學特征。他們制備的鋰碳納米管球復合物（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復合材料進行處理，使其可在空氣中及一些有機溶劑中穩定存儲，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纖維存在的功能不足和單一化等缺點，通過將單層高質量石墨烯與傳統滌綸相結合，以實現復合纖維高性能、多功能化為目標。在前期研發基礎上，解決了適合聚合的單層石墨烯的規模化制備，大規模生產過程中石墨烯與聚合物基體有效結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的種種問題。
李雪冰博士介紹了顆粒檢測在石墨烯領域的最新進展和應用，產業化的實施中，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，但是如果要測量懸浮液中的納米怎么辦？可以考慮動態光散射。李雪冰博士系統地講述了當前顆粒檢測在石墨烯領域的最新進展和應用，為石墨烯檢測及應用提供了有價值的前沿技術信息。
低維碳納米材料的標準化進展
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，成為國內首個正式商業運營的綜合性石墨烯研究與檢測機構。梁錚主任就泰州石墨烯研究檢測平臺標準化工作及石墨烯國家標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量基礎NQI，石墨烯材料市場分析，石墨烯材料NQI技術研究框架。總結了國家質量基礎提升產品質量關鍵：需求導向引領計量、標準體系建立；標準需要頂層設計成體系研制；對比是專業計量術語，按對比程序進行；對比結果支持國際標準及國內標準立項和發布。
（中國粉體網編輯整理/墨玉）
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