新方法大幅降低石墨烯生产成本

自从2004年曼彻斯特大学的两位教授首次发现石墨烯以来，石墨烯在科学界引起了巨大轰动。它的发现者因提出这一想法而于 2010 年获得了诺贝尔奖 ，随后人们开始竞相寻找生产和应用石墨烯的方法。

石墨烯通常被誉为“神奇材料”，拥有无与伦比的属性——它的强度是钢的200倍，但比纸轻，并且具有独特的机械性能。在微观尺度上，它采用六边形碳晶格的形式，厚度仅为一个原子。

由于其独特的综合性能，石墨烯应用范围广泛。

石墨烯的制备需要大量的加工工作，最近一个研究团队重新设想了一种更可持续的方法，新方法除了环境效益外，还有经济红利。新方法比以前的方法更便宜，可以刺激市场新的创新并有助于商业化。

美国弗吉尼亚理工学院（Virginia Polytechnic Institute and State University，VT）的研究人员开发出一种从煤炭中制备石墨烯的方法，可大幅降低石墨烯生产成本。目前的石墨烯制备工艺以石墨为原料，在制备过程中需要使用硫酸、高锰酸钾、硝酸钠和过氧化氢等危险化学品。

新方法以煤炭（煤炭碳含量为60%-80%，而石墨碳含量接近100%）为原料，仅需使用一种危险化学品硝酸，减少了对环境的影响以及对人员健康的风险，并且大幅降低原料成本。

研究人员先将原煤块磨成粗粉，再用化学方法去除粉末中的金属亚硫酸盐和灰分等杂质后放入硝酸浴中，将煤转化为氧化石墨烯，最后排出酸并去除未反应的碳，制备出氧化石墨烯粉末，经过热处理后转化为石墨烯。该方法无需消耗石墨且对环境友好，具有规模化应用潜力。

这项研究发表在《Carbon》上。