為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

由於玉米芯和秸稈中碳含量比較豐富,所以科學家們就研究出,將玉米芯中的纖維素進行化學重組合成生物質石墨烯材料的辦法。2014年,世界上首條年產20噸的生物質石墨烯材料宏量製備生產線成立,通過“基團配位組裝析碳法”,實現石墨烯材料的宏量製備,將石墨烯材料應用於多種纖維複合,併成功實現均勻分散,實現了石墨烯材料的成果轉化和石墨烯纖維製品的商業化。

為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

石墨烯有優異的物理性能,其有超高的物理強度和良好的導電性能,是一種極具未來性的碳材料。不同於金剛石、石墨的三維碳材料,石墨烯是二維結構的碳材料,形象地說石墨烯就是一層層薄片。從工藝上簡單地說有兩種,一種是從小分子碳源基礎上“長出”單層石墨烯,另一種是從三維的碳基材料中逐漸的剝離出二維的石墨烯結構。

為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

5噸玉米芯成本2000元,可以生產一噸石墨烯,價值200萬元。半纖維素可以生產木糖和阿拉比糖,價值13萬。木質素可以生產可降解塑料袋,價值3.5萬,剩餘的廢渣可以生產有機肥,價值3千元,這幾項產生的價值共計217.5萬元,摺合每噸44萬元。

為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

如果按照玉米芯每噸400元計算,也就是,一噸玉米芯進行一加工,身價立馬轉變了數千倍。在收購站,根據玉米芯的質量,按照每噸350到400元不等的價格收購,也就是收購方收購成本只需要13元,賣出去得到50元,這樣一來就可以掙到30多元。從整個環節來看,把一文不值的秸稈和玉米芯在農民、收購方、製造商之間都得到了價值。

為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

目前我國是石墨烯研究和開發最活躍的國家之一,但技術還尚處培植期,下游產品和市場開發不足,由於製備成本太高,石墨烯技術大部分還停留在科研階段。不過近年來,國內在石墨烯新材料行業屢有驚人之舉。比如,石墨烯纖維服飾產品。將玉米芯提取的石墨烯纖維做成石墨烯服裝,賦予殺菌抑菌低溫遠紅外等優異性能,能使細菌不在繁殖並最終被消滅,保障皮膚健康作用十分明顯!

為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

這時,就不難理解通過玉米芯提取(雖然“提取”這個詞用地並不很準確)石墨烯的本質了。玉米芯先要經歷高溫碳化,轉變為定型碳,然後再通過後續的處理方法,剝離出石墨烯。

為什麼玉米里面會有石墨烯?怎麼從玉米芯中提取石墨烯?

石墨烯最先是由英國人制備出來的,其使用的方法是機械剝離法,氧化還原法,SIC外延生長法等,而我國的科學家則是創新的運用基團配位組裝析碳法,從生物材料中提取的,此方法綠色環保,成本低,而且提取質量高,導電性優異。


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