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石墨炔应用前景广阔 我国研发热情高涨

2022-12-30 14:05      责任编辑:杨光    来源:www.newsijie.com    点击:
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        石墨炔指由1,3-二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构的全碳分子,是一种新的全碳纳米结构材料,被称为是最稳定的人工合成二炔碳的同素异形体。石墨炔具有化学稳定性好、宽面间距、共轭体系大等特点,有望在光电、新能源、储能、电子电气、信息技术等领域展现出广阔应用前景。

        石墨炔主要生产工艺包括干法化学合成以及湿法化学合成两种。干法化学合成指以六乙炔苯为原材料,在金属基底上利用分子间末端炔基的偶联反应,最终制得石墨炔,该法存在副反应多等情况,还需进一步改进。湿法化学合成指在充满氮气的环境中,将溶解后的六炔基苯与铜箔相反应,经清洗、剥离等流程最终制得石墨炔粉末。

        根据新思界产业研究中心发布的《2023-2028年中国石墨炔行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,石墨炔在光电、新能源、储能、电子电气、信息技术、催化剂等领域拥有广阔应用前景。在储能领域,石墨炔可用于生产钙钛矿太阳能电池,能有效提高其光电转换效率;在电子电气领域,石墨炔可用于生产荧光传感器、纳米传感器等;在催化剂领域,氮掺杂石墨炔拥有优良氧还原催化活性以及抗甲醇干扰性,未来有望替代贵金属铂系催化剂。

        我国为最早研究出石墨炔的国家,2010年中科院化学所李玉良院士团队率先研究出石墨炔的制备方法,开创了人工合成二炔碳同素异形体的先例。2022年李玉良院士团队、山东大学杨文龙教授以及中国石油大学吕强首次发现新型晶体二维磷化氢石墨炔,该材料有望在电极材料领域获得广泛应用。

        目前,我国石墨炔行业尚处于实验室研发阶段,未实现规模化应用。我国石墨炔企业及相关科研机构包括北京北科新材科技有限公司、郑州联驰生物科技有限公司、北京华威锐科化工有限公司、福建闽江学院、中国石油大学、山东大学物质创制与能量转换科学研究中心、中科院化学所等。

        新思界行业分析人士表示,石墨炔是继碳纳米管、石墨烯、富勒烯之后研发出的新型纳米结构材料,其具有多种优异性能,在储能、电子电气、催化剂等多个领域展现出广阔应用前景。目前我国石墨炔研究仍处于起步阶段,研究企业及机构数量不断增长,未来在研究深入等积极因素推动下,石墨炔应用范围将进一步扩展。
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