本项目提出以中国富产的煤炭为前驱体，采用催化石墨化耦合高温提纯技术，利用催化剂的溶解再析出机理和碳化物转化机理，调变煤基本有机结构单元的尺寸，并辅以化学氧化及低温等离子等技术手段，将煤炭基本单元的无序结构转化为结构和性能可以在一定程度上调控的煤基石墨烯。项目的实施将全面诠释煤粉粒度、有机显微组分、无机显微组分、挥发份、固定碳等参数对煤基石墨烯之形成和组装的基本影响规律，研究建立构筑煤基石墨烯的新方法及其调控策略，可以开发煤炭加工利用的新方向，扩大和丰富粉煤利用技术的内涵。 本项目的创新点在于用结构杂乱无章的煤炭构筑结构规整有序、具有丰富而新奇物理特性和许多优异化学性质的石墨烯。

春寒料峭，新冠肺炎疫情持续蔓延，形势严峻，加上持续的阴雨天气，近日武汉的气温断崖式下滑。为了避免交叉感染，保证通风条件，武汉一线医护人员无法在工作、休息区域开启空调加温。他们身着憋闷的防护服，衣服汗潮极易受凉，这着实是抗疫医疗人员面临的一个难题。尤其在医疗资源短缺的情况下，节约使用防护服的他们更值得称赞。看到这一情况，嘉庚创新实验室团队—厦门大学化学化工学院郑南峰教授、萨本栋微米纳米科学技术研究院吴炳辉副教授，随即想到课题组前期的一项研究成果——柔性石墨烯加热膜产品，可以在低温阴天给医护人员带来健康保障，更无忧地抗击疫情。 科技人员工作现场 团队研发的石墨烯远红外加热产品，采用石墨烯导电膜通电后可高效发射出与人体辐射相近的远红外，能够提升人的基础体温。温暖守护的背后是科研工作者的马不停蹄奋战，紧急启动产品生产工艺方案调整，与下游制作商合作，采取边生产边发货方式，力争在疫情期间持续向湖北武汉抗疫前线输送石墨烯热敷腰带等产品。 产品内部件制作现场 受限于学生延迟开学而导致研发人手不足的现状，由郑南峰教授、吴炳辉副教授及石墨烯工程与产业研究院6位工程师，亲自下到生产一线，联合厦门晞和科技有限公司彻夜加班赶制了一批电热护腰带、地板加热片、加热床垫等石墨烯远红外加热产品，于2月20日一早将第一批产品通过中山医院搭乘专机驰援湖北一线，为医护人员开展救治和患者康护贡献厦大力量。 团队成员向医院医护人员讲解使用方法 厦大附属中山医院援助武汉抗击新冠肺炎的二队医院人员表示，这段时间的武汉较为阴冷，厦大的石墨烯加热腰带及地暖等产品他们已经开始使用，操作方便并且加热保暖效果非常好，他们衷心感谢厦大和嘉庚实验室科研团队的支持和帮助。 铺在武汉医护人员房间的地暖产品 患难见真情，天寒暖人心。我校科研工作者在奋斗一线的同时，与我校石墨烯工程与产业研究院密切合作的福建经纬集团有限公司也提供了口罩物资援助，在这个抗疫的冬天，所有人的行动都暖在心，武汉加油！

酞菁是一种具有优异光电特性的廉价小分子半导体材料，但是其在常规有机溶剂中溶解性较差，且性能不佳，限制了其在有机忆阻器中的进一步应用。许宗祥课题组从分子设计层面出发，开发了在常规有机溶剂中具有高效分散特性的金属酞菁纳米线，通过溶液法制备出具有优良红外响应特性的薄膜，并以此构建有机忆阻器，该器件是首次报道具有高稳定性和较强红外响应的有机忆阻器器件。

本发明公开了一种直接浸泡反应式的泡沫镍 石墨烯三维多孔电极制备方法，包括：将泡沫镍依次采用冰醋酸、丙酮和乙醇进行清洗，然后将其通过去离子水清洗后晾干放置；制备质量浓度为 0.5mg/mL～5mg/mL 的氧化石墨烯水溶液，然后将泡沫镍直接浸泡到其中静置反应，并且在此浸泡过程中反应温度被控制为 30℃～80℃，浸泡时间为 2 小时～6 小时，由此形成三维多孔结构的泡沫镍 石墨烯产物。通过本发明，可以仅通过简单、便于操控的一个浸泡过程即可快速完成还原反应，并基于泡沫镍的基底增强效应在其表面上直接沉积生长石墨烯，最终形成三维多孔结构且高比表面积的产物，相应极大地提高了整体的反应速率，并尤其适用于大批量规模生产用途。

本发明公开了一种直接浸泡反应式的泡沫镍-石墨烯三维多孔电 极制备方法，包括：将泡沫镍依次采用冰醋酸、丙酮和乙醇进行清洗， 然后将其通过去离子水清洗后晾干放置；制备质量浓度为 0.5mg/mL～ 5mg/mL 的氧化石墨烯水溶液，然后将泡沫镍直接浸泡到其中静置反 应，并且在此浸泡过程中反应温度被控制为 30℃～80℃，浸泡时间为 2 小时～6 小时，由此形成三维多孔结构的泡沫镍-石墨烯产物。通过 本发明，可以仅通过简单

石墨电极在是冶金化工领域的大宗消耗材料，尤其是在钢铁冶金、铝电解、镁电解、多晶 硅、稀土冶金等高能耗产业，电极石墨的电阻率是影响产品能耗的关键因素之一，仅以镁电解 为例，以目前最大的430kA金属镁电解槽来计算，阳极石墨电阻率每降低1Ωμ. m，将使每吨镁 直流能耗下降375kWh，其节能效果十分明显。目前我国电极石墨的电阻率一般在8-12Ωμ. m， 国外最先进指标为5Ωμ. m，我国的产品与国外相比差距较大，是造成冶金行业高能耗的原因之 一。本课题组开发了新型电极石墨制造工艺与配方，产品电阻率已经达到5.02Ωμ. m,与国际最 好水平相当，对促进节能降耗具有重要价值。 该技术主要是优化了新型石墨配方与制备工艺，大大降低石墨电阻率，同时提高了石墨电 极强度，经过表面处理的石墨电极，抗氧化强度提高了188倍，大大延长石墨电极高温腐蚀条 件下的使用寿命。

产品详细介绍PF-1C型复合氟离子电极，集氟离子选择电极与参比电极为一体，单独1只电极即可进行使用。用于测定水溶液中氟离子活度或间接测定能与氟离子形成稳定络合物的离子活度的电极。复合氟离子电极技术参数：测量范围：10-1~10-5MF（即1-5PF或1900-0.19PPM）溶液温度：15~35℃绝缘电阻：大于等于1乘10（11次方）欧姆电极内阻：小于等于10兆欧零电位：0-1PF液接界：陶瓷芯参比电极：Ag/Agcl电极接口：BNC外形尺寸:￠12×140mm

石墨烯作为化工新材料是目前的研究热点，其规模化制备是难点。超重力旋转床作为一种新型反应器，在化工过程强化等领域具有总要的应用，且无明显放大效应。以超重力旋转床作为石墨（氧化石墨）剥离和还原的反应器制备石墨烯，具有效率高、产品质量及应用性能好等特点。目前已达到中试水平。 本技术属于石墨烯制备技术领域，具体涉及到用超重力法以石墨为原料制 备高性能石墨烯的方法。石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是构成石墨、碳纳 米管、富勒烯等碳材料的基本结构单元，具有优良的导电性、导热性、高强度、 高透明度和超大的比表面积及良好的生物相容性，在复合材料、电子器件、电 能储存装置、生物传感器、催化剂载体等领域具有良好的应用效果及前景，是 目前最热研究领域之一，也有大量的潜在需求。实现其高性能低成本规模化制 备是其应用的前提和保障，因此更是人们关注和研究的焦点。 现有的石墨烯制备方法很多，如：机械剥离、化学气相沉积、液相剥离法、 化学氧化-剥离-还原、碳纳米管切割以及完全有机合成等。在这些方法中，机 械剥离法虽然能得到高性能的石墨烯，但产量很小，主要用于科学研究；化学 气相沉积法虽然可合成量较大的产品，但设备复杂且成本较高，限制了其应用； 完全有机合成法得不到大面积的石墨烯片。低成本剥离法和化学氧化-剥离-还 原法通常以廉价的石墨为原料，在低温常压下进行制备，其成本较低且易放大规模，是石墨烯规模合成的重点研究方向。 目前用于剥离的装置主要有超声波清洗器、微波炉、球磨机、超临界装置 等。在这些装置中，超声波清洗器虽然使用的最多，但其剥离时间长、产率低、 对石墨烯片的晶体完整性和结构破坏大，影响其导电性和其他应用性能；微波炉剥离利用微 波炉加热集中、功率大的特点，加热使石墨或预氧化石墨迅速膨胀，达到剥离 的效果，该方法过程较为剧烈，产物损失不可控，而且所得到的石墨烯缺陷较多；球磨机制备出来的石墨烯片小；超临界装置制备成本高、需要反复多次剥离才能达到较好的效果， 不适于规模化连续生产)。所以如何找到一种可以大规模剥离且对石墨烯性能影响小的剥离方 法和装置是本领域需要解决的一个问题。 超重力技术是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境对传质、传热过 程和微观混合过程进行强化的新技术，在地球上通过旋转产生模拟的超重力环 境而获得。它能够大幅度提高反应的转化率和选择性，显著地缩小反应器的体 积，简化工艺、流程，实现过程的高效节能，减少污染排放。在超重力旋转床 内气体呈连续相均匀分布，液体被分散成大量的液滴、液丝和液膜，具有极大 的比表面积。研究表明：在超重力环境下相间传质速率比传统塔器提高1～3 个数量级，微观混合和传质过程得到极大强化。超重力过程强化技术已被大量 用作需要对相间传递过程进行强化的多相过程，和需要对相内或拟均相内微观 混合强化的混合与反应过程，并达到了工业化水平或中试水平。目前还没有出 现过将超重力技术应用在石墨领域的例子。 本项目要解决的技术问题是提供一种超重力法制备石墨烯的方法；通过对 石墨进行预处理，使石墨的层间距增大，之后在超重力旋转床中剥离预处理石 墨，得到石墨烯；该制备方法简单易行，低成本、高产量，适合大规模生产， 具有广泛的应用前景，该方法制备的石墨烯具有很高的导电率和极少的缺陷。 本发明提供一种超重力法制备石墨烯的方法，包括以下步骤： 1）以石墨为原料，对石墨进行预处理，使石墨的层间距增大，得到预处 理石墨； 2）在超重力旋转床中剥离预处理石墨，得到石墨烯。

石墨烯因 其 优异 的性质而 被 誉为 “ 材料之王 ” ， 在诸多 领域有着广阔的应用前景， 但 距离 真正实现产业化 还存在诸多 问题和挑战 。制备决定 未来， 高品质 石墨烯薄膜的 可控 制备 一直是学术界和业界关注的 重点 。 化学 气相沉积法（ CVD ） 以 其优良 的 可控性和可放大性被 公认 为最具前景的石墨烯 薄膜 制备方法， 经过 近十年的发展， 虽然 在单晶尺寸上 取得 了诸多突破性进展， 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 ， 这一问题已经困扰石墨烯领域很久 。 该研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染问题，提出气相反应调控的方法，分别使用泡沫铜辅助催化和含铜碳源实现了超洁净石墨烯的制备（ Nat ure   Commun .  2019 ,  10 , 1912 ； J. Am. Chem. Soc.   2019 ,  141 , 7670 ）。 对于已存在 本征污染的石墨烯薄膜，他们 巧妙地 使用 二氧化碳 对其进行刻蚀 ，而不引入额外缺陷，从而成功 制备出大面积的超洁净石墨烯薄膜，该 方法与普通CVD工艺完全兼容 （ Angew . Chem.  2019 ,10.1002/ange.201905672 ）。 同时 ，他们探究 了本征污染物与石墨烯之间的相互作用，发展了基于活性炭的界面力调控方法，成功实现了石墨烯的表面清洁（ Adv.  Mater.  2019 , e1902978 ） 。

过去的十几年石墨烯研究和产业化进步飞速，然而石墨烯产业化仍然面临诸多挑战和问题。面向石墨烯产业化应用的制备技术不是对实验室制备过程的简单放大，规模化制备对制备技术的可重复性、安全性和成本等都提出了更高的要求。尽管从产能上看石墨烯的粉体和薄膜均实现了宏量化制备。然而，石墨烯产品的生长工艺、原材料、设备甚至生产批次的不同，得到的产品质量和性能参差不齐，且很难达到统一的标准。以史为鉴，参考另一类战略性碳材料——碳纤维的产业发展历程可知，材料的品质决定了其应用前途。最初研发的碳纤维只能用于钓鱼竿等，而今高端碳纤维材料在航天航空领域占据不可替代的位置，这正是碳纤维的规模化制备技术和材料品质的不断提升，推动了碳纤维在高端领域的广泛应用。石墨烯产业只有努力扎根于材料制备，解决高品质材料的规模化制备问题，才有美好的应用未来。