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    蔡志濠 蔡志濠 的回答 2019-05-18 18:58
    (1)制備技術處于成長階段

    近年來,石墨烯由于其優良的性能和廣泛的應用前景而備受重視,產業化發展迎來高潮,極大的促進了石墨烯制備技術的快速發展。現有制備方法主要有微機械剝離法、外延生長法、化學氣相沉淀CVD 法和氧化石墨還原法。這四種制備方法在產品、成本和產業化方面各有特點,其中CVD 法最有可能突破產業技術瓶頸,成為制備技術中待挖掘的技術前沿。然而,當前在高質量大面積石墨烯的制備上,仍然存在著技術路徑與方法上的瓶頸,這些制備方法還不能滿足石墨烯產業化的要求,石墨烯制備技術的發展還處于成長階段。

    圖表1:石墨烯四種制備技術的特點

    資料來源:前瞻產業研究院整理

    (2)行業熱點態勢較為明確

    經過近十年的發展,石墨烯行業技術領域的研究熱點已較為明確,主要包括以下三個方面:

    ①石墨烯納米復合材料的制備,如化學氣相沉淀CVD 法。 通過將石墨烯片從石墨電極電化學剝離,MOS2(二氧化鉬)從MOS4兩步沉積槽電沉積得到的。這種方法提供了一種有吸引力的替代方法,如化學氣相沉積,水熱合成MoS2 /石墨烯復合材料的制備。

    ②氧化石墨烯的制備技術,如創新制備環境。 與傳統的離心分離和化學切割方法相比,采用溫度控制的制備工藝簡單、成本低,還可實現大尺寸合成。這些發現開發了一種新的方法來控制GO(氧化石墨烯)薄片尺寸的大規模潛在應用。 

      ③石墨烯/碳納米管復合材料的制備。 石墨和碳納米管用Hummers法共同氧化并熱解還原,制備了石墨烯/碳納米管復合材料,并研究了利用這一方法得到的復合材料作為超級電容器電極的性能。 

    (3)行業研究前沿態勢明朗 

    根據石墨烯制備技術發展進程分析,2009-2013年石墨烯制備面臨著技術突破的問題,各國紛紛開展技術創新,制備方法復雜多樣,行業研究前沿態勢逐漸明朗。經過分析得出,目前國際石墨烯研究前沿主要集中于以下三個方面: 

      ①大面積制備石墨烯基薄膜相關技術。 開發一種高效率的制備具有良好電性能和機械性能的大面積可折疊石墨烯紙的方法是十分必要的,原位化學還原過程包括同時成膜和還原,所制備的石墨烯紙具有較高的完整性和良好的折疊性。

    ②膨脹石墨的制備。 采用熔融混合-物理吸附法制備硬脂酸-乙酰胺共晶混合物/膨脹石墨(SA-AC /EG)復合相變材料,該材料具有較好的熱穩定性和化學穩定性,是太陽能蓄熱和工業余熱回收利用的極具潛力的候選材料。

    ③功能化石墨烯的制備與應用。 由于各種修飾方法的引入,功能化石墨烯逐漸能夠針對實際的需求進行合理的設計,其應用潛力巨大。

     對石墨烯主要國家的專利進行分析后發現,各國專利布局重點各有不同。美國主要布局在晶體管、傳感器、儲能器件、光電顯示、信息存儲等領域;韓國主要布局在LED&OLED、液晶顯示、觸摸屏、鋰電池、薄膜制備等領域;日本主要布局在傳感器、半導體器件、儲能材料、復合材料等領域;我國主要布局在能源存儲、電子訊息、醫療健康、復合材料、傳感器等領域。

    圖表2: 2017年全球主要國家石墨烯專利布局重點

    資料來源:前瞻產業研究院整理
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