石墨烯脫除硫酸純化及濃縮難題攻克

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，具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

由於石墨烯的性能優良、功能眾多而被廣泛應用到鋰電子電池、超級電容、導電油墨、觸控螢幕、軟性電子、散熱、塗料、傳感器等領域，此外，在高頻電子、環保、光電、聚合物、海水淡化、太陽能電池、燃料電池、催化劑、建築材料等領域，也能發現石墨烯的身影。有專家預計，未來幾年內，石墨烯將主要用於「導電油墨」、「 防腐塗料」、「 散熱材料」、「 鋰電池」、「 超級電容」等五大領域。

石墨烯大致分為兩類，一類是由單層或多層石墨烯構成的石墨烯薄膜，另一類是由10層以下的多層石墨烯構成的石墨烯微片。目前，石墨烯的主要製備方法有：機械剝離法、溶劑剝離法、化學氣相沉積法、晶體外延生長法和氧化還原法等。採用機械剝離法和溶劑剝離法的生產效率較低；化學氣相沉積法和晶體外延生長法成本高、操作複雜且無法生產大面積石墨烯；氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學試劑及高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化，增大石墨層之間的間距，在石墨層與層之間插入氧化物，製得氧化石墨。然後將反應物進行水洗，並對洗淨後的固體進行低溫乾燥，製得氧化石墨粉體。通過物理剝離、高溫膨脹等方法對氧化石墨粉體進行剝離，製得氧化石墨烯。最後通過化學法將氧化石墨烯還原，得到石墨烯。

目前氧化原法中，由於石墨烯的製備是以石墨、濃硫酸、高錳酸鉀、雙氧水為主要原料，製備過程中殘留的硫酸、高錳酸鉀、過錳酸鉀、雙氧水等成分的脫除及石墨烯的濃縮是全球性技術難題。

據悉國初科技（廈門）有限公司根據多年在新型分離技術領域的經驗，把新型分離技術應用到石墨烯製備過程中的脫酸、除雜、純化、濃縮，可高效快速的對石墨烯進行高效提純，去除石墨烯溶液中的濃硫酸以及鉀、錳離子雜質，得到高純度及高濃度的石墨烯。

新型分離技術在製備高純度石墨烯中的主要應用工藝：

在石墨烯製備過程中採用創新開發的離心膜技術進行濃硫酸/鹽酸的高效快速脫除，脫酸的同時可有效去除錳離子和鉀離子，通過加入純水的洗滌，可獲得高純度的石墨烯溶液。不僅如此，離心膜還能對脫酸後的石墨烯溶液進行有效濃縮。除此以外，國初科技的酸回收技術還能有效回收利用洗脫過程中產生的廢酸。

國初科技已成功將該項技術應用於高純度、高濃度石墨烯溶液的製備。

國初科技（廈門）有限公司不斷致力於新型膜分離技術的應用推廣，在醫藥、化工、食品、飲料、石油、石化、核能等行業有豐富特種膜應用經驗，可根據客戶的工藝要求研究開發適合其特定分離要求的技術與裝備。