高纯石墨的清洁高效生产技术

成果简介

石墨是一种战略性的矿产资源。在发达国家，石墨产品已作为新能源材料技术的代表，得到了完善的研究和开发，凸显其重要性和不可替代性。但在我国，石墨的研究和开发还远远不够，大多停留在采选生产初级原料阶段，石墨产品的质量、技术水平均较为落后，以致形成资源浪费、环境污染、效益低下等。从国家和社会的角度来看，发展石墨精密加工的技术，提高产品附加值，势在必行。

其中石墨原材料的提纯以及其精加工产品受到了广泛的关注和研究。中国地质大学（武汉）材料与化学学院石墨研究所在这两个领域做了大量的研究工作，并取得了一定成果。

在石墨提纯方面，对碱酸法提纯技术进行系统研究及优化，通过改进的碱酸法工艺，实现了石墨纯度的质的提升，即由99%提高到99.9%，达到高纯石墨的水平，其次，对提纯过程中的废液进行科学分析，合理规划，回收了其中的有用物质，并使水能达到国家工业排放标准，实现重复利用，最终建立高纯石墨的清洁高效生产技术。

在石墨精加工产品方面，我们选择了当今世界最热门的碳材料-石墨烯作为研发的主要目标。在传统的氧化-插层-剥离的基础上不断改进，发明了一种称为“梯度氧化法”的制备方法（申请了国家发明专利），在提高石墨烯产量的同时，降低了强酸的消耗，减少了环境污染。

技术或产品优势

石墨提纯领域

（1）高纯石墨工业附加值极高，其售价约为高碳石墨的3倍左右，经济效益明显；

（2）在传统的碱酸法基础上，进行适当的技术升级，即可生产出高纯石墨，生产成本较为低廉；

（3）可对生产过程中产生的废气、废液等进行综合处理，可回收其中的可用物质。

石墨烯领域

（1）所用的强酸的量为传统化学法的5%，降低了强酸的消耗；对环境污染减少。

（2）所需设备是基于传统制备膨胀石墨的基础上改进的，工艺简单，成本低廉且适用于各种高晶度的碳原料，易于实现规模化生产。