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中国占世界石墨烯资源多少

发布时间: 2022-06-13 22:24:25

1. 石墨烯原材料分布在中国哪些省份

我国80年代发展了莱西、武川、伍园、西峡等矿,广东佛冈煤矿和鸡西磷矿兼有石墨生产矿场。至1985年全国县属以上的大、中型石墨企业有25家,乡镇小型企业200多家,全国年产量27.9万t,出口量从1978年的1.37万t增长至8.1万t,成为非金属矿中的大宗出口产品。

同时,由于不断开拓深加工产品,产品结构也发生较大的改善,已能生产代表当代国际先进水平的彩电管石墨乳,GRT节能减磨添加剂、可膨胀石墨、石墨板材、石墨密封件和石墨耐火材料等6大类近1000种深加工产品。石墨烯不是一种矿物,所以没有储量可言。石墨烯要靠人工合成的。

下面是石墨烯原材料的介绍:

石墨烯是2004年出现在实验室中。当时,英国的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃塞洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。

石墨烯的合成方法主要有两种:机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法 ; 化学方法是化学还原法与化学解理法。

2. 我国石墨烯的专利申请数量居世界首位,它将带来颠覆性的变革吗

在当今世界,新材料成了一个关键词,其中最火的一个词莫过于"石墨烯"了,最近几年,石墨烯的热度比碳纳米管还要热,它到底有什么样的特性,让整个世界都如此关注呢?石墨烯于2004年被发现,成分是石墨,由碳原子组成的六角形的结构,一层看着像蜂窝似的薄膜,只有一个原子厚,为头发直径的20万分之一,是你能想象到的最薄材料,可以被称为二维材料了,也就是只有长度和宽度,厚度可以忽略。

首先是它非常薄,所以对周边的环境变化非常敏感,即便只是一个气体分子撞击它也会变形,从而使其电阻发生变化,这种特性可以用来制造传感器器件;由于它薄,只吸收2%的光线,这意味着它是几乎肉眼看不到的透明,其高透明度可以运用到一系列的新技术当中,比如,可以实现把卫星导航系统集成在汽车挡风玻璃上,甚至把显示屏内置在隐形眼镜中。

3. 中国的石墨烯有多少储量

石墨烯不是一种矿物,所以没有储量可言。石墨烯要靠人工合成的。

但是有石墨矿的。

我国80年代恢复发展了莱西、武川、伍园、西峡等矿,广东佛冈煤矿和鸡西磷矿兼有石墨生产矿场。至1985年全国县属以上的大、中型石墨企业有25家,乡镇小型企业200多家,全国年产量27.9万t,出口量从1978年的1.37万t增长至8.1万t,成为非金属矿中的大宗出口产品。1990年中国石墨生产出现高峰,年产量67.9万t,出口量14.1万t,1992年降为50.8万t,出口量15.5万t。1995年又出现新的高峰,年产量达216.3万t,其中鳞片石墨产量54.9万t,出口量15.4万t。目前共有国有骨干矿山9座,地方国有矿山15座,集体及乡镇采选厂矿187家,各种加工厂180余家,形成以黑龙江柳毛、山东南墅、内蒙古兴和为重点的晶质石墨生产基地和以湖南鲁塘为中心的隐晶质石墨生产基地,国有骨干矿山的产量占全国产量的38%,集体及乡镇企业产量占62%。

我国石墨矿业历经70多年沧桑,虽然也有几次曲折,但总体发展显着,至1995年不仅年产量为1949年产量的365倍,而且已形成为采矿、选矿、加工、质量提纯和石墨制品一系列配套的综合性产业。年产量约占世界产量的一半,居于首位。产品品种20多种,产品牌号272种,产品质量、粒度分级及粉碎加工方法达世界先进水平。同时,由于不断开拓深加工产品,产品结构也发生较大的改善,已能生产代表当代国际先进水平的彩电管石墨乳,GRT节能减磨添加剂、可膨胀石墨、石墨板材、石墨密封件和石墨耐火材料等6大类近1000种深加工产品。长期以来,石墨一直是我国非金属优势矿产之一,今后仍将继续稳步发展。

4. 石墨烯原材料分布在中国什么省份

石墨烯原材料主要是石墨矿,主要分布在黑龙江、四川、山东、河南、内蒙古、陕西、山西、云南、西藏、江西、湖北、吉林、甘肃、辽宁、海南、福建、河北、新疆、广东、安徽20个省、自治区。


石墨烯,具有优良的耐高温特性,具有优良的耐腐蚀特性, 石墨烯是目前已知最硬的,同时拥有最高电导和热导性能的物质。它的优异性质如下:

石墨烯已在高性能复合材料、显示材料和传感材料等精密电子功能材料、超级电容器、燃料电池、储能材料等新能源材料的应用开发方面,具备十分突出的表现。特别在高性能复合材料方面,表现优异。

5. 全球资源状况和趋势

我国自然资源及其利用的基本特征是资源总量丰富但人均少,资源利用率低且浪费严重。

我国以占世界9%的耕地、6%的水资源、4%的森林,1.8%的石油、0.7%的天然气、不足9%的铁矿石、不足5%的铜矿、和不足2%的铝土矿,养活着占世界22%的人口;大多数矿产资源人均占有量不到世界平均水平的一半,我国占有的煤、油、天然气人均资源只及世界人均水平的55%、11%和4%。中国最大的比较优势是人口众多,最大的劣势是资源不足。

由于长期沿用以追求增长速度、大量消耗资源为特征的粗放型发展模式,在由贫穷落后逐渐走向繁荣富强的同时,自然资源的消耗也在大幅度上升,致使非再生资源呈绝对减少趋势,可再生资源也显出明显的衰弱态势。

首先要科学认识自然,尊重自然规律。第二,要在自然生态系统可以调节的弹性范围内来控制开发行为,要注意做修复自然生态的工作。如正在进行的天然林保护、退耕还林、退牧还草等等。第三,要调整产业结构,要改变经济增长方式,提高科技水平。需要按照清洁生产和循环经济的理念来发展产业。第四,要加大投入,抓重点,采取各种措施,来抑制或者减轻各种污染,包括水污染、大气污染和固体废弃物的污染等等。第五,要加强宣传教育,要提高民众环境意识和可持续发展的意识,要改变消费观念和生活方式,适应建设资源节约型、环境友好型社会要求。第六,要健全法制,强化监督,保证经济和社会发展沿着全面协调可持续发展的道路来前进。

6. 中国从玉米芯里"变出"石墨烯 已量产创超亿元产值,是不是假的

圣泉模式”攻克高成本难题,秸秆玉米芯提取“廉价”石墨烯

石墨烯自2004年被发现后,全球对其研究的热度始终不减,但却一直面临着高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,石墨烯的产业化和多领域应用也一直是世界性难题。由于石墨烯制备成本过高,市场价格居高不下,无法让大多数人买得起,再次加剧了产业化、商业化的困难。

7. 中国最大的石墨烯矿

内蒙古石墨的远景储量约为3亿~5亿吨,是中国最大的石墨烯矿。目前已探明石墨资源总量1.3亿吨,约占全球可采储量的7.3%,平均品位5.45%。据介绍,这样高品位、超大规模的石墨矿藏在国内尚属罕见。

中国最大的石墨烯矿

据内蒙古国土资源厅相关工作人员介绍,石墨的价值体现在石墨鳞片的大小上,鳞片越大,价值越高。大鳞片石墨是生产高端精密器件的基础性原料,但全球已探明的大鳞片石墨矿物量并不多。

业内人士表示,如此高比例的大鳞片石墨在全球也不多见,这将弥补我国大鳞片石墨资源的不足。同时,这处矿藏具有全球少数可以进行石墨全产业链深加工的石墨资源,开发价值巨大。

随着现代科学技术和工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料,在国民经济中具有重要的作用。

8. 石墨烯哪个国家最多

中国。中国是世界石墨烯大国。

9. 石墨粉怎么凝固成块状石墨,用什么粘接剂最好请详细说一下,谢谢

在往届冬奥会中,曾出现过现场寒冷导致大量观众提前退场、媒体记者和志愿者手脚冻僵难以正常工作的情况。
本届北京冬奥会运动场馆的温度最低可达零下30多摄氏度,而高科技材料石墨烯有效帮助了工作人员和5G转播设备等抵御低温挑战。在通电的情况下,石墨烯产生的热能以平面方式均匀地辐射出来,可以很好地被人体接受,产生由内而外的温暖。
石墨烯的发现者之一、2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆(Andre Geim)这样描述石墨烯:“石墨烯对很多人来说就像爱丽丝仙境一样,非常神奇。”
石墨烯,神奇在哪?
文丨崔赫翾 了望智库观察员
本文由了望智库综编。
1
撕出来的石墨烯

石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬,导热、导电性能最好的一种新型纳米材料,它的热传导能力是金刚石的两倍以上,机械强度比钢铁强200倍,导电性比银和铜还强,被称为“黑金”以及“新材料之王”。
作为碳材料家族的新成员,石墨烯与石墨、金刚石一样,都是碳的同素异形体。石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构,1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹可能就是数不清多少层的石墨烯。

2022年2月17日,北京石墨烯技术研究院展厅内展示的石墨烯原料。图|视觉中国
1987年,法国《矿物化学》杂志的一篇论文中首先出现“graphene”(石墨烯的英文名称)一词,用于描述单层的石墨片层。不过,这个概念在提出后并没有引起多少人关注石墨烯本身,而是多用于描述日本科学家饭岛澄男发现的碳纳米管。
在当时,石墨烯之所以没能获得足够的关注,是因为早在70多年前,理论研究就表明,完美的二维结构晶体无法在非绝对零度的环境中稳定存在。
有理论认为,物质的熔点会随着其尺寸的减小而减小,当物质的尺寸达到原子级别时会变得很不稳定,倾向于分离成岛状结构或分解。石墨烯作为一种原子厚度级的二维晶体材料,显然违背了这个理论,许多科学家就止步了。
不过,几十年来还有一些科学家在积极实验,寻求突破:
1979年,科学家在真空条件下加热掺有碳的单晶镍时,在不同的温度下分别检测到了薄层墨片和较厚的石墨片的生成;
1988年,科学家在利用蒙脱土片层间的二维罅隙制备高定向石墨的过程中,观察到了石墨烯的存在,但是当时所制备的石墨烯只能依附于模板而存在。
直到2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)
和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)用一种非常简单的实验方法突破了科学家们的理论认知。
他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。就这样不断操作,薄片越来越薄,最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
其实,实验室里用胶带粘石墨是常规操作。因为石墨是片状结构,需要用仪器观察石墨时,研究员往往会用胶带去除石墨表层,从而露出一个干净的表面。盖姆从这样的日常操作中,通过想象力完成了一个不可能的任务。
2004年10月,他的研究小组在《科学》杂志上发表了这一研究成果,震撼了科学界。6年后,两位发现者就共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。
在科学家眼中,石墨烯超乎寻常的性能让几乎所有已知材料都难以望其项背。
在力学性能力方面,石墨烯的抗拉伸强度值超过常规钢铁材料100倍;
在传输电子能力方面,常温下石墨烯的电子迁移率超过本征半导体硅10倍;
【注:本征半导体(intrinsic semiconctor)是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体,一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。】
在热传导能方面,石墨烯的热传导率值超出热的良导体金属铜10倍;
在光学透过性方面,单层石墨烯对太阳光的吸收率仅为2.3%,几乎是完全透明的。
单原子层的特殊结构赋予了石墨烯极大的比表面积,单层石墨烯的理论比表面积可达2600平方米/克。
盖姆说:“它是有史以来强度最大的物质,是我们所知道的最坚固的材料,它还是拉伸强度最好的晶体。当然,它的超强性能还不止这些,但这已经让人相当吃惊了。”
2
概念应用大放异彩

2020年4月23日,中国科学院山西煤炭化学研究所内,研究人员研制石墨烯新能源材料。图|视觉中国
近些年来,航空航天产业对复合材料的性能提出了更高的要求,而具有高强度、高导热、抗电磁干扰等性能的石墨烯应用前景广阔,可应用于大型微波暗室用吸波材料、飞行器与武器平台隐身、轻质复合材料、抗雷达干扰线缆、航空航天热管理系统、飞机轮胎、雷达电磁屏蔽等领域。

在光伏产业中,石墨烯可以凭借其提高玻璃透光率与玻璃自清洁能力,达到进一步提升组件功率、提升组件发电能力的目的。就自清洁能力而言,常见的组件技术往往只具备超亲水或者光触媒效果,而将这两种技术完美融合在一起的只有石墨烯技术。
在军工领域,添加了石墨烯的复合材料可以很大程度增强耐撞击性,可以应用在空投箱、子弹箱、装甲车辆上,替代钢铁部件;可以用于制造防弹头盔、防弹背心;还可以应用到登陆舰艇,从而满足轻量化、抗撞击、防弹的特殊要求。凭借电磁屏蔽性质,石墨烯也可以用来做隐形飞机、隐身材料……
在生物医药领域,石墨烯的应用主要集中在生物传感器、药物载体、光线疗法及生物成像等方面。举个例子,人体能发射远红外光,而石墨烯具有超高的载流子迁移率,远红外光投射到它上面后产生的电子可以被迅速地采集。这样,戴上用石墨烯镜片制成的眼镜,就可以在夜里看清一切东西。此外,还可以采集使用者本身的血糖、脑电等生理数据。
在电子信息领域,石墨烯潜在的应用主要集中在柔性显示和触摸屏、传感器、RFID、散热材料等领域。传统透明导电膜大都采用ITO材料,ITO含带毒性的稀有元素铟,而且价格昂贵,缺乏柔韧性。因此,不少厂商已在开发新型的透明导电膜。目前ITO的替代材料有金属网格、碳纳米管、纳米银线等,但它们均有不同程度的缺陷,这给石墨烯提供了足够的替代空间。
盖姆在获得诺贝尔奖之后曾到访三星公司,当看到三星公司编制的石墨烯产品路线图的50个特殊性能应用的时候,他认为最接近合理市场价值的应用之一是其柔韧性极好的触摸屏。
在环保领域,盖姆研究发现氧化石墨烯薄膜可屏蔽除水之外所有其他分子,由此发现石墨烯有望用于制备过滤器材料,从而在海水净化、污水处理等方面实现应用。
不仅如此,科学家对石墨烯最终取代硅成为计算机芯片的基础材料,也持乐观态度。
对于普通人的日常生活来说,盖姆曾经用塑料来类比过石墨烯,他认为石墨烯可以开发出种类繁多的材料,就好像塑料一样,未来可以应用到生活中的各个角落。科研人员也发现石墨烯可用做绷带、食品包装甚至抗菌T恤。
还有一些科学家有着更远大的理想,他们将制造2.3万英里长的太空电梯的梦想,也寄托在石墨烯上。
3
石墨烯产业“三大件”

据统计,我国石墨矿储量占到世界总储量的75%,具备发展石墨烯产业的资源基础。2004年至2013年,我国石墨烯处于实验室研究阶段,研究的产品包括晶体管、调制器、导电管等。

2021年6月19日,一条石墨烯生产线搬入哈尔滨新区。图|视觉中国
2013年起,石墨烯商品开始出现。由于制备技术还不成熟,只有一些对石墨烯质量要求不高的产品实现商品化,如锂电池、石墨烯散热薄膜等,但这些产品下游需求不大,主要替代一些传统材料。在此期间,2012年工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,规划中的前沿新材料就包括石墨烯。
此后,我国又进一步明晰了石墨烯未来十年发展目标——

电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料:较现有材料充电时间缩短50%以上,续航里程提高1倍以上; 海洋工程等用石墨烯基防腐蚀涂料:较传统防腐蚀涂料寿命提高1倍以上。 柔性电子用石墨烯膜:性价比超过ITO,且具有优异柔性,可广泛应用于柔性电子领域; 光电领域用石墨烯基高性能热界面材料:石墨烯基散热材料较现有产品性能提高2倍以上。 整体突破石墨烯的规模制备技术:石墨烯粉体的分散技术,石墨烯基电极材料的复合技术。

2016年,科技部印发《“十三五”材料领域科技创新专项规划》,提出要发展单层薄层石墨烯粉体,高品质大面积石墨烯薄膜工业制备技术,柔性电子器件大面积制备技术,石墨烯粉体高效分散、复合与应用技术,高催化活性纳米碳基材料与应用技术。
从这一年起,我国石墨烯企业数量快速增长,仅当年全国新增注册石墨烯相关企业数量就达704家,同比增长113%,其中多以研发为主,有实质性业务收入的企业数量仅为125家。
截至2020年6月底,我国在工商部门注册的、营业范围包括石墨烯相关业务的企业已经达到了16800家。全国成立石墨烯产业园29个,石墨烯研究院54家,石墨烯产业创新中心8个,石墨烯联盟12个,分布在21个省市。
“国外更多关注真正体现石墨烯新材料特性的未来型技术研发,而中国则非常重视近期的实用性产品的开发。” 中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范说。
刘忠范还介绍,目前,中国石墨烯产业有“三大件”,约占总体产业的90%:一是新能源,将石墨烯用作锂离子电池的导电添加剂,使电池充电速度更快,电容量也有提升;二是添加进防腐涂料,节省防腐涂料中较贵的锌的含量,同时提升防腐性能;三是大健康领域,比如利用其导热性能制作眼罩、护膝等理疗产品。
4
防止炒作过热

石墨烯一经发现就在世界各国备受追捧,在资本市场更是追逐的焦点,这也导致了五花八门的石墨烯概念和应用被炒作过热。

比如,上周科学家刚刚发表一篇关于石墨烯离子筛性能的文章,本周资本市场就会联想到海水淡化的市值,相关股票随即暴涨。
很多企业号称的石墨烯新品,只是往产品里面加入了少量石墨烯,提高了相关性能,石墨烯扮演的多是添加剂的角色,新品也很难能被认为是真正的石墨烯产品。
2018年的《先进材料》上曾发表一篇文章,作者之一是石墨烯诺贝尔奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫。这篇文章中,研究者们分析了来自美洲、亚洲和欧洲60家公司的粉体石墨烯样品,发现大多数公司的样品中石墨烯含量低于10%,而且没有一家样品中石墨烯的含量超过50%。
此外,石墨烯的极强导电性、强度、透光性和导热性等特性,只是单原子厚度石墨烯的微观性能,而当下伪石墨烯概念炒作,将石墨烯的微观性能夸大为宏观性能。

比如,石墨烯的厚度只有0.35纳米,即使是1毫米厚的钢板,也是石墨烯厚度的200多万倍。即使石墨烯强度较高,也要几千层石墨烯叠加在一起才能承受1毫米钢板所能承受的力量。
严格意义上讲,只有单层石墨片才是真正的石墨烯,但从应用的角度讲,大家的共识是,10层以下可称为石墨烯。石墨烯一旦叠加大约超过10层,就会丧失大多数独有特性,重新变成石墨,更不要提几千层。
中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准委员会主任戴石峰曾指出,一些企业把石墨烯神化,将其宣传为万能材料,个别企业甚至将石墨当石墨烯来售卖,这对产业的发展极为不利。
学术界对石墨烯的共识是,目前石墨烯材料的成本过高且技术方面不完善,若要大规模实现工业化应用尚存在一定的困难。
在现在常见的制备方法中,氧化石墨还原法是最常用的方法,但这种方法常常会带来大量的废酸、废水。比如用浓硫酸加上高锰酸钾去煮石墨,生产1公斤石墨烯需要耗费50公斤浓硫酸、3公斤高锰酸钾和1吨水。
而化学气相沉积法(CVD),是将乙烯或乙炔等气体导入到一个反应腔内,让这些气体在高温下分解,经过冷却后,碳原子就沉积在基底表面形成石墨烯。虽然CVD能满足规模化制备大面积、高质量的石墨烯要求,但成本较高、工艺复杂。
而由于制备成本一直居高不下,石墨烯价格一度高达5000元/克,比黄金还贵十几倍,这也阻碍了石墨烯下游市场的产业化步伐。
石墨烯未来会如何?
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春认为,“业界虽然有争议,但科技创新,什么事情都可能发生,我们要有开放的心态。”
参考资料:
1.石墨烯:神奇材料看这里!丨经济日报,2020-10-21
2.新材料之王“石墨烯”究竟是什么?丨杨杰,中国科学院物理研究所
3.专访|诺奖得主盖姆谈三维世界中的二维石墨烯:材料革命来了丨澎湃新闻,2022-2-19
4.神奇材料石墨烯——2010 年度诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆访谈录丨世界科学,2010-12
5.石墨烯利好政策频现,理性发展未来可期丨新材料产业,2017-10
6.石墨烯的这十年丨网络知识,2014-12
7.石墨烯发展年度报告:我国石墨烯产业仍处在概念导入期丨新华社,2017-07-06
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10. 石墨烯的用途

我国对石墨烯领域的研究与开发较早就给予了关注。根据统计,我国石墨储量占全球的70%以上,石墨烯研发应用水平也与发达国家基本同步。与此同时,国家还资助了大量有关石墨烯的基础研究项目。

因为石墨烯是目前为止导热系数最高的材料,具有非常好的热传导性能,所以它也被大量运用在全新的采暖行业。

综上所述,石墨烯材料非常适合应用于新型采暖行业,让采暖过程更加舒适,便捷。