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本項目提出以中國富產(chǎn)的煤炭為前驅(qū)體，采用催化石墨化耦合高溫提純技術(shù)，利用催化劑的溶解再析出機(jī)理和碳化物轉(zhuǎn)化機(jī)理，調(diào)變煤基本有機(jī)結(jié)構(gòu)單元的尺寸，并輔以化學(xué)氧化及低溫等離子等技術(shù)手段，將煤炭基本單元的無序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)和性能可以在一定程度上調(diào)控的煤基石墨烯。項目的實施將全面詮釋煤粉粒度、有機(jī)顯微組分、無機(jī)顯微組分、揮發(fā)份、固定碳等參數(shù)對煤基石墨烯之形成和組裝的基本影響規(guī)律，研究建立構(gòu)筑煤基石墨烯的新方法及其調(diào)控策略，可以開發(fā)煤炭加工利用的新方向，擴(kuò)大和豐富粉煤利用技術(shù)的內(nèi)涵。 本項目的創(chuàng)新點在于用結(jié)構(gòu)雜亂無章的煤炭構(gòu)筑結(jié)構(gòu)規(guī)整有序、具有豐富而新奇物理特性和許多優(yōu)異化學(xué)性質(zhì)的石墨烯。

合成了第一例堿土金屬鎂雜環(huán)戊二烯（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5634-5638; Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 14762-14765.）；第一例稀土金屬镥雜環(huán)戊二烯（Chem. Eur. J. 2015, 21, 6686-6689; Chem. Eur. J. 2015, 21, 15860-15866; Organometallics 2016, 35, 5-8）和系列鋁雜環(huán)戊二烯（Inorg. Chem. 2015, 54, 10695-10700.），并深入研究了它們的反應(yīng)性。

春寒料峭，新冠肺炎疫情持續(xù)蔓延，形勢嚴(yán)峻，加上持續(xù)的陰雨天氣，近日武漢的氣溫斷崖式下滑。為了避免交叉感染，保證通風(fēng)條件，武漢一線醫(yī)護(hù)人員無法在工作、休息區(qū)域開啟空調(diào)加溫。他們身著憋悶的防護(hù)服，衣服汗潮極易受涼，這著實是抗疫醫(yī)療人員面臨的一個難題。尤其在醫(yī)療資源短缺的情況下，節(jié)約使用防護(hù)服的他們更值得稱贊。看到這一情況，嘉庚創(chuàng)新實驗室團(tuán)隊—廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院鄭南峰教授、薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院吳炳輝副教授，隨即想到課題組前期的一項研究成果——柔性石墨烯加熱膜產(chǎn)品，可以在低溫陰天給醫(yī)護(hù)人員帶來健康保障，更無憂地抗擊疫情。 科技人員工作現(xiàn)場 團(tuán)隊研發(fā)的石墨烯遠(yuǎn)紅外加熱產(chǎn)品，采用石墨烯導(dǎo)電膜通電后可高效發(fā)射出與人體輻射相近的遠(yuǎn)紅外，能夠提升人的基礎(chǔ)體溫。溫暖守護(hù)的背后是科研工作者的馬不停蹄奮戰(zhàn)，緊急啟動產(chǎn)品生產(chǎn)工藝方案調(diào)整，與下游制作商合作，采取邊生產(chǎn)邊發(fā)貨方式，力爭在疫情期間持續(xù)向湖北武漢抗疫前線輸送石墨烯熱敷腰帶等產(chǎn)品。 產(chǎn)品內(nèi)部件制作現(xiàn)場 受限于學(xué)生延遲開學(xué)而導(dǎo)致研發(fā)人手不足的現(xiàn)狀，由鄭南峰教授、吳炳輝副教授及石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院6位工程師，親自下到生產(chǎn)一線，聯(lián)合廈門晞和科技有限公司徹夜加班趕制了一批電熱護(hù)腰帶、地板加熱片、加熱床墊等石墨烯遠(yuǎn)紅外加熱產(chǎn)品，于2月20日一早將第一批產(chǎn)品通過中山醫(yī)院搭乘專機(jī)馳援湖北一線，為醫(yī)護(hù)人員開展救治和患者康護(hù)貢獻(xiàn)廈大力量。 團(tuán)隊成員向醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員講解使用方法 廈大附屬中山醫(yī)院援助武漢抗擊新冠肺炎的二隊醫(yī)院人員表示，這段時間的武漢較為陰冷，廈大的石墨烯加熱腰帶及地暖等產(chǎn)品他們已經(jīng)開始使用，操作方便并且加熱保暖效果非常好，他們衷心感謝廈大和嘉庚實驗室科研團(tuán)隊的支持和幫助。 鋪在武漢醫(yī)護(hù)人員房間的地暖產(chǎn)品 患難見真情，天寒暖人心。我校科研工作者在奮斗一線的同時，與我校石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院密切合作的福建經(jīng)緯集團(tuán)有限公司也提供了口罩物資援助，在這個抗疫的冬天，所有人的行動都暖在心，武漢加油！

丙烯齊聚生產(chǎn)得到的三聚丙烯（簡稱壬烯）／四聚丙烯（簡稱十二烯）是非常重要的液體有機(jī)化工中間體，廣泛用于表面活性劑、油品添加劑、塑料橡膠助劑、涂料助劑和油墨樹脂等的制造領(lǐng)域。較典型的壬烯下游品種有：壬烯：合成壬基酚（NP），異癸醇(IDA),叔碳酸，二壬基對苯二胺，二壬基萘磺酸鹽壬烯：支鏈?zhǔn)榛剑榛樱迨虼迹┗《幔咛即?丙烯齊聚生產(chǎn)三聚丙烯（壬烯）及四聚丙烯（十二烯）之工藝技術(shù)主要包含兩部分：齊聚催化劑的制造技術(shù)及丙烯齊聚和齊聚體

青楷槭是長白山地區(qū)常見的喬木品種之一，在《本草綱目》、《本草再新》均被提及，其葉片、樹皮及果實等部位，均可作為藥材使用，具有清熱、解毒、抗炎等多重療效。此外，青楷槭的葉片亦常被用于泡茶或烹飪湯品，有助于緩解上呼吸道相關(guān)癥狀。人參被譽為“天然的能量補充劑”，在提升體力、緩解疲勞方面有顯著的效果。現(xiàn)代研究表明，人參能提高體內(nèi)的ATP（細(xì)胞能量來源）水平，改善微循環(huán)，從而有效抗疲勞。 青楷槭的抗氧化作用與人參的抗疲勞、增強(qiáng)體能的作用相結(jié)合，能夠更好地抵御衰老和疲勞的雙重挑戰(zhàn)。青楷槭與人參的組合具有較好的互補作用。青楷槭的抗氧化、降血糖、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等作用與人參的補氣、抗疲勞、增強(qiáng)免疫力等特點相結(jié)合，能夠在提升免疫力、抗衰老、緩解疲勞、調(diào)節(jié)血糖血脂等多個方面產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。通過科學(xué)的配比和加工，青楷槭與人參合用可以為消費者提供一種功能全面、健康有益的飲品。 1.獨特的原料組合與健康功能創(chuàng)新：本項目的核心創(chuàng)新在于將人參與青楷槭這兩種具有顯著保健功效的天然植物成分進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。人參以其滋補強(qiáng)身、增強(qiáng)免疫力的傳統(tǒng)功效著稱，而青楷槭則富含豐富的抗氧化物質(zhì)、維生素C及礦物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗衰老、抗疲勞等健康功效。通過選擇水醇提取法、冷凍干燥等來確保有效成分的高效提取，并保持其生物活性，創(chuàng)新性地將這兩種植物的優(yōu)勢特性融合，開發(fā)出一種具有復(fù)合健康功能的功能性飲料，填補了市場上同類產(chǎn)品在多元化營養(yǎng)需求上的空白此外，開發(fā)了新型的成分穩(wěn)定化技術(shù)，有效解決了植物成分在飲料中的保存和長期保鮮問題，確保了產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定性與健康功效的長期有效。 2.口感優(yōu)化與產(chǎn)品差異化創(chuàng)新：在口感方面，本項目通過多次配方調(diào)整與風(fēng)味優(yōu)化，使得人參和青楷槭的獨特植物風(fēng)味得到平衡，并加入天然水果香料，改善傳統(tǒng)中草藥飲料的“草本味”，使飲料口感更加順滑、清新、適合現(xiàn)代消費者的接受口味。這種口感創(chuàng)新不僅提高了消費者的飲用體驗，也突破了傳統(tǒng)草本飲料的單一風(fēng)味模式，為市場帶來了差異化競爭優(yōu)勢。 根據(jù)市場研究，健康飲品領(lǐng)域，消費者越來越傾向于選擇具有增強(qiáng)免疫、抗氧化、抗衰老、降血糖等多重功能的飲品。人參作為傳統(tǒng)滋補佳品，已在市場上占據(jù)了一定份額，憑借其強(qiáng)身健體、補氣養(yǎng)血的功效，廣受消費者喜愛。而青楷槭，作為富含多酚類、黃酮類等抗氧化成分的植物，其抗衰老、抗疲勞、降血脂等效果逐漸得到消費者的認(rèn)可。兩者結(jié)合的功能性飲料，能夠滿足市場對天然健康飲品的需求，成為新興的市場亮點。隨著生活方式的變化，越來越多的職場人士、學(xué)生群體等年輕人開始關(guān)注抗疲勞、抗壓、促進(jìn)睡眠的飲品，這為人參青楷槭飲料的市場拓展提供了機(jī)會。 目前，市場上的功能性飲料競爭激烈，主要以一些大型飲料品牌為主導(dǎo)，如紅牛、華潤怡寶等企業(yè)推出的健康功能飲料占據(jù)了較大的市場份額。此外，還有一些植物性飲品品牌如植物萃取飲料、草本茶等逐漸獲得關(guān)注，滿足消費者對天然、低糖、無添加的偏好。然而，這些產(chǎn)品多集中在單一功能或傳統(tǒng)草本成分上，缺乏多種植物成分的創(chuàng)新結(jié)合。因此，人參和青楷槭的結(jié)合，作為一種具有多重健康功效的飲品，有望在現(xiàn)有市場中開辟出新的細(xì)分市場，填補部分空白。

本發(fā)明公開了一種功能化氧化石墨烯修飾聚合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用。功能化氧化石墨烯是指氧化還原活性物質(zhì)通過氫鍵分子間作用力、醚鍵、酯鍵或酰胺鍵化學(xué)鍵作用力、Π?Π堆積分子間作用力與氧化石墨烯連接而成。具有單層或多層結(jié)構(gòu)的功能化氧化石墨烯排列在多羥基高分子聚合物基體內(nèi)，形成三維多級層間結(jié)構(gòu)的功能化氧化石墨烯修飾聚合物凝膠電解質(zhì)。所述的多級層間結(jié)構(gòu)

石墨烯作為化工新材料是目前的研究熱點，其規(guī)模化制備是難點。超重力旋轉(zhuǎn)床作為一種新型反應(yīng)器，在化工過程強(qiáng)化等領(lǐng)域具有總要的應(yīng)用，且無明顯放大效應(yīng)。以超重力旋轉(zhuǎn)床作為石墨（氧化石墨）剝離和還原的反應(yīng)器制備石墨烯，具有效率高、產(chǎn)品質(zhì)量及應(yīng)用性能好等特點。目前已達(dá)到中試水平。 本技術(shù)屬于石墨烯制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到用超重力法以石墨為原料制 備高性能石墨烯的方法。石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的唯一存在的二維自由態(tài)原子晶體，是構(gòu)成石墨、碳納 米管、富勒烯等碳材料的基本結(jié)構(gòu)單元，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、高強(qiáng)度、 高透明度和超大的比表面積及良好的生物相容性，在復(fù)合材料、電子器件、電 能儲存裝置、生物傳感器、催化劑載體等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用效果及前景，是 目前最熱研究領(lǐng)域之一，也有大量的潛在需求。實現(xiàn)其高性能低成本規(guī)模化制 備是其應(yīng)用的前提和保障，因此更是人們關(guān)注和研究的焦點。 現(xiàn)有的石墨烯制備方法很多，如：機(jī)械剝離、化學(xué)氣相沉積、液相剝離法、 化學(xué)氧化-剝離-還原、碳納米管切割以及完全有機(jī)合成等。在這些方法中，機(jī) 械剝離法雖然能得到高性能的石墨烯，但產(chǎn)量很小，主要用于科學(xué)研究；化學(xué) 氣相沉積法雖然可合成量較大的產(chǎn)品，但設(shè)備復(fù)雜且成本較高，限制了其應(yīng)用； 完全有機(jī)合成法得不到大面積的石墨烯片。低成本剝離法和化學(xué)氧化-剝離-還 原法通常以廉價的石墨為原料，在低溫常壓下進(jìn)行制備，其成本較低且易放大規(guī)模，是石墨烯規(guī)模合成的重點研究方向。 目前用于剝離的裝置主要有超聲波清洗器、微波爐、球磨機(jī)、超臨界裝置 等。在這些裝置中，超聲波清洗器雖然使用的最多，但其剝離時間長、產(chǎn)率低、 對石墨烯片的晶體完整性和結(jié)構(gòu)破壞大，影響其導(dǎo)電性和其他應(yīng)用性能；微波爐剝離利用微 波爐加熱集中、功率大的特點，加熱使石墨或預(yù)氧化石墨迅速膨脹，達(dá)到剝離 的效果，該方法過程較為劇烈，產(chǎn)物損失不可控，而且所得到的石墨烯缺陷較多；球磨機(jī)制備出來的石墨烯片小；超臨界裝置制備成本高、需要反復(fù)多次剝離才能達(dá)到較好的效果， 不適于規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn))。所以如何找到一種可以大規(guī)模剝離且對石墨烯性能影響小的剝離方 法和裝置是本領(lǐng)域需要解決的一個問題。 超重力技術(shù)是利用比地球重力加速度大得多的超重力環(huán)境對傳質(zhì)、傳熱過 程和微觀混合過程進(jìn)行強(qiáng)化的新技術(shù)，在地球上通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生模擬的超重力環(huán) 境而獲得。它能夠大幅度提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性，顯著地縮小反應(yīng)器的體 積，簡化工藝、流程，實現(xiàn)過程的高效節(jié)能，減少污染排放。在超重力旋轉(zhuǎn)床 內(nèi)氣體呈連續(xù)相均勻分布，液體被分散成大量的液滴、液絲和液膜，具有極大 的比表面積。研究表明：在超重力環(huán)境下相間傳質(zhì)速率比傳統(tǒng)塔器提高1～3 個數(shù)量級，微觀混合和傳質(zhì)過程得到極大強(qiáng)化。超重力過程強(qiáng)化技術(shù)已被大量 用作需要對相間傳遞過程進(jìn)行強(qiáng)化的多相過程，和需要對相內(nèi)或擬均相內(nèi)微觀 混合強(qiáng)化的混合與反應(yīng)過程，并達(dá)到了工業(yè)化水平或中試水平。目前還沒有出 現(xiàn)過將超重力技術(shù)應(yīng)用在石墨領(lǐng)域的例子。 本項目要解決的技術(shù)問題是提供一種超重力法制備石墨烯的方法；通過對 石墨進(jìn)行預(yù)處理，使石墨的層間距增大，之后在超重力旋轉(zhuǎn)床中剝離預(yù)處理石 墨，得到石墨烯；該制備方法簡單易行，低成本、高產(chǎn)量，適合大規(guī)模生產(chǎn)， 具有廣泛的應(yīng)用前景，該方法制備的石墨烯具有很高的導(dǎo)電率和極少的缺陷。 本發(fā)明提供一種超重力法制備石墨烯的方法，包括以下步驟： 1）以石墨為原料，對石墨進(jìn)行預(yù)處理，使石墨的層間距增大，得到預(yù)處 理石墨； 2）在超重力旋轉(zhuǎn)床中剝離預(yù)處理石墨，得到石墨烯。

石墨烯因 其 優(yōu)異 的性質(zhì)而 被 譽為 “ 材料之王 ” ， 在諸多 領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景， 但 距離 真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 還存在諸多 問題和挑戰(zhàn) 。制備決定 未來， 高品質(zhì) 石墨烯薄膜的 可控 制備 一直是學(xué)術(shù)界和業(yè)界關(guān)注的 重點 。 化學(xué) 氣相沉積法（ CVD ） 以 其優(yōu)良 的 可控性和可放大性被 公認(rèn) 為最具前景的石墨烯 薄膜 制備方法， 經(jīng)過 近十年的發(fā)展， 雖然 在單晶尺寸上 取得 了諸多突破性進(jìn)展， 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 ， 這一問題已經(jīng)困擾石墨烯領(lǐng)域很久 。 該研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染問題，提出氣相反應(yīng)調(diào)控的方法，分別使用泡沫銅輔助催化和含銅碳源實現(xiàn)了超潔凈石墨烯的制備（ Nat ure   Commun .  2019 ,  10 , 1912 ； J. Am. Chem. Soc.   2019 ,  141 , 7670 ）。 對于已存在 本征污染的石墨烯薄膜，他們 巧妙地 使用 二氧化碳 對其進(jìn)行刻蝕 ，而不引入額外缺陷，從而成功 制備出大面積的超潔凈石墨烯薄膜，該 方法與普通CVD工藝完全兼容 （ Angew . Chem.  2019 ,10.1002/ange.201905672 ）。 同時 ，他們探究 了本征污染物與石墨烯之間的相互作用，發(fā)展了基于活性炭的界面力調(diào)控方法，成功實現(xiàn)了石墨烯的表面清潔（ Adv.  Mater.  2019 , e1902978 ） 。

成果介紹目前，石墨烯基墨水的制備主要有兩種方案。一種是以氧化石墨烯為前驅(qū)體制備墨水，噴墨打印后對絕緣的氧化石墨烯圖案進(jìn)行還原得到還原的氧化石墨烯進(jìn)而恢復(fù)其電性能。另一種方案是以石墨烯為導(dǎo)電墨水的溶質(zhì)，加入分散劑、粘結(jié)劑、導(dǎo)電助劑等配置墨水實施打印。由于第一種方案中采用的柔性基底承受溫度一般在400℃以下，導(dǎo)致其導(dǎo)電性無法進(jìn)行大幅度提高，而較高的溫度是修復(fù)缺陷的有效方法，所以本產(chǎn)品是通過調(diào)配低缺陷的RGO、粘結(jié)劑、導(dǎo)電助劑、溶劑等成分來制備石墨烯基導(dǎo)電墨水。本產(chǎn)品將石墨烯優(yōu)異的物理性質(zhì)與印刷電子高效、綠色、大面積以及低成本等優(yōu)勢相結(jié)合，制備了一種導(dǎo)電性、成膜性優(yōu)異的石墨烯基墨水。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)本產(chǎn)品采用高分子材料（如PET、PDMS、SEBS等）作為柔性基底，選用上述體系的導(dǎo)電墨水通過印刷或噴墨打印的方式制備高導(dǎo)電、尺寸可調(diào)、形狀可調(diào)的石墨烯基導(dǎo)電材料。簡單綠色的制備工藝、優(yōu)異的導(dǎo)電性使其適用于多個領(lǐng)域，如對高分子基底表面進(jìn)行等離子親水性處理制備均勻且靈敏的傳感器，以疊層的形式貼合在皮膚表面，以織物中RFID為接收器，用以監(jiān)測人體的呼吸、運動以及心率，保證人們的生命安全；還可以憑借其較低的表面方阻、大尺寸可共形的特點用于大型通訊設(shè)備或可穿戴通訊設(shè)備的電磁防護(hù)。市場前景導(dǎo)電墨水主要分為金屬系導(dǎo)電墨水和碳系導(dǎo)電墨水等，目前市場上使用最多的是銀納米材料的導(dǎo)電墨水，但其原料價格過于昂貴; 而銅系導(dǎo)電墨水雖然原料價格相對較便宜，但容易被氧化的性質(zhì)也在一定程度上限制了其應(yīng)用。目前市售的碳系墨水電阻率普遍偏高。利用石墨烯制備高性能的網(wǎng)版印刷墨水有望獲得與銀導(dǎo)電墨水相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性、更好的易用性和穩(wěn)定性，同時降低墨水成本，從而促進(jìn)柔性印刷電子技術(shù)的發(fā)展。而利用高質(zhì)量的RGO作為導(dǎo)電填料的來源，成本低，易于大規(guī)模、大面積制備，其具備了產(chǎn)業(yè)化的要素。實施條件未來，利用石墨烯制備高性能的網(wǎng)版印刷油墨有望獲得與銀導(dǎo)電油墨相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性、更好的易用性和穩(wěn)定性，同時降低油墨成本，從而促進(jìn)柔性印刷電子技術(shù)的發(fā)展。而利用高質(zhì)量的RGO作為導(dǎo)電填料的來源，成本低，易于大規(guī)模、大面積制備，其具備了產(chǎn)業(yè)化的要素。