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    蔡志濠 蔡志濠 的回答 2019-05-18 18:58
    (1)制备技术处于成长阶段

    近年来,石墨烯由于其优良的性能和广泛的应用前景而备受重视,产业化发展迎来高潮,极大的促进了石墨烯制备技术的快速发展。现有制备方法主要有微机械剥离法、外延生长法、化学气相沉淀CVD 法和氧化石墨还原法。这四种制备方法在产品、成本和产业化方面各有特点,其中CVD 法最有可能突破产业技术瓶颈,成为制备技术中待挖掘的技术前沿。然而,当前在高质量大面积石墨烯的制备上,仍然存在着技术路径与方法上的瓶颈,这些制备方法还不能满足石墨烯产业化的要求,石墨烯制备技术的发展还处于成长阶段。

    图表1:石墨烯四种制备技术的特点

    资料来源:前瞻产业研究院整理

    (2)行业热点态势较为明确

    经过近十年的发展,石墨烯行业技术领域的研究热点已较为明确,主要包括以下三个方面:

    ①石墨烯纳米复合材料的制备,如化学气相沉淀CVD 法。 通过将石墨烯片从石墨电极电化学剥离,MOS2(二氧化钼)从MOS4两步沉积槽电沉积得到的。这种方法提供了一种有吸引力的替代方法,如化学气相沉积,水热合成MoS2 /石墨烯复合材料的制备。

    ②氧化石墨烯的制备技术,如创新制备环境。 与传统的离心分离和化学切割方法相比,采用温度控制的制备工艺简单、成本低,还可实现大尺寸合成。这些发现开发了一种新的方法来控制GO(氧化石墨烯)薄片尺寸的大规模潜在应用。 

      ③石墨烯/碳纳米管复合材料的制备。 石墨和碳纳米管用Hummers法共同氧化并热解还原,制备了石墨烯/碳纳米管复合材料,并研究了利用这一方法得到的复合材料作为超级电容器电极的性能。 

    (3)行业研究前沿态势明朗 

    根据石墨烯制备技术发展进程分析,2009-2013年石墨烯制备面临着技术突破的问题,各国纷纷开展技术创新,制备方法复杂多样,行业研究前沿态势逐渐明朗。经过分析得出,目前国际石墨烯研究前沿主要集中于以下三个方面: 

      ①大面积制备石墨烯基薄膜相关技术。 开发一种高效率的制备具有良好电性能和机械性能的大面积可折叠石墨烯纸的方法是十分必要的,原位化学还原过程包括同时成膜和还原,所制备的石墨烯纸具有较高的完整性和良好的折叠性。

    ②膨胀石墨的制备。 采用熔融混合-物理吸附法制备硬脂酸-乙酰胺共晶混合物/膨胀石墨(SA-AC /EG)复合相变材料,该材料具有较好的热稳定性和化学稳定性,是太阳能蓄热和工业余热回收利用的极具潜力的候选材料。

    ③功能化石墨烯的制备与应用。 由于各种修饰方法的引入,功能化石墨烯逐渐能够针对实际的需求进行合理的设计,其应用潜力巨大。

     对石墨烯主要国家的专利进行分析后发现,各国专利布局重点各有不同。美国主要布局在晶体管、传感器、储能器件、光电显示、信息存储等领域;韩国主要布局在LED&OLED、液晶显示、触摸屏、锂电池、薄膜制备等领域;日本主要布局在传感器、半导体器件、储能材料、复合材料等领域;我国主要布局在能源存储、电子讯息、医疗健康、复合材料、传感器等领域。

    图表2: 2017年全球主要国家石墨烯专利布局重点

    资料来源:前瞻产业研究院整理
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