石墨烯是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性, 從材料學(xué)領(lǐng)域的高性能復(fù)合材料,到微納加工的精細(xì)制造;從能源行業(yè)的新型電池與超級電容,再到生物醫(yī)學(xué)的藥物傳遞與診斷,石墨烯它的身影無處不在。在高頻電子、環(huán)保、光電、聚合物、海水淡化、太陽能電池、燃料電池、催化劑以及建筑材料等領(lǐng)域,它也發(fā)揮著重要的作用。在未來幾年,“導(dǎo)電油墨"“防腐涂料"“散熱材料"“鋰電池"“超級電容" 等五大領(lǐng)域?qū)⒊蔀槭?yīng)用的主要陣地。
目前,石墨烯的制備方法主要有機械剝離法、溶劑剝離法、化學(xué)氣相沉積法、晶體外延生長法和氧化還原法等。機械剝離法和溶劑剝離法雖然能制備出高質(zhì)量的石墨烯,但生產(chǎn)效率較低,難以滿足大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)需求;化學(xué)氣相沉積法和晶體外延生長法雖能制備出特定結(jié)構(gòu)和性能的石墨烯,卻存在成本高、操作復(fù)雜的問題,且無法實現(xiàn)大面積生產(chǎn)。而氧化還原法因具有原料易得、可大規(guī)模制備等優(yōu)勢,成為目前應(yīng)用較為廣泛的方法。
氧化還原法以石墨、濃硫酸、雙氧水為主要原料,通過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)制得石墨烯。然而,在這一制備過程中,會殘留硫酸、過錳酸鉀、雙氧水等成分,這些雜質(zhì)不僅影響石墨烯的性能,還會導(dǎo)致石墨烯難以濃縮,因此,脫除這些雜質(zhì)并實現(xiàn)石墨烯的濃縮成為全qiu范圍內(nèi)亟待攻克的技術(shù)難題。
國初科技(廈門)有限公司憑借多年在新型分離技術(shù)領(lǐng)域的深厚積累,成功將新型分離技術(shù)應(yīng)用于石墨烯制備過程中的脫酸、除雜、純化、濃縮環(huán)節(jié),為這一難題提供了創(chuàng)新解決方案。
新型分離技術(shù)在制備高純度石墨烯中的主要應(yīng)用工藝:
該技術(shù)采用創(chuàng)新開發(fā)的離心膜技術(shù),實現(xiàn)濃硫酸/鹽酸的高效快速脫除。在脫酸的同時,能有效去除錳離子和鉀離子,大幅提高石墨烯的純度。通過加入純水進行洗滌,可進一步去除殘留雜質(zhì),獲得高純度的石墨烯溶液。離心膜技術(shù)不僅能實現(xiàn)脫酸,還能對脫酸后的石墨烯溶液進行有效濃縮,提升石墨烯的濃度,滿足不同應(yīng)用場景的需求。此外,國初科技的酸回收技術(shù)也發(fā)揮了重要作用,可有效回收利用洗脫過程中產(chǎn)生的廢酸,既降低了生產(chǎn)成本,又減少了環(huán)境污染,實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
目前,國初科技(廈門)有限公司持續(xù)致力于新型膜分離技術(shù)的應(yīng)用推廣,憑借在醫(yī)藥、化工、食品、飲料、石油、石化、核能等行業(yè)積累的豐富特種膜應(yīng)用經(jīng)驗,可根據(jù)客戶的工藝要求,深入研究開發(fā)適合其特定分離要求的技術(shù)與裝備,助力更多行業(yè)實現(xiàn)技術(shù)升級與創(chuàng)新發(fā)展。
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