演讲嘉宾-聂国朝
玉林师范学院 二级研究员，教授。2007年3月至2011年3月，美国密歇根大学访问学者、研究员，在生物医用纳米材料博士后流动站(科普曼实验室)从事博士后研究工作。主持完成2项国家自然科学基金项目，主持完成科技部外国高端人才项目1项，主持广西创新驱动发展重大专项1项，主持和参加8项广西科技计划项目，其中重点研究计划项目2项。获得2021年南宁创新领军人才（C类人才）。申请发明及实用新型专利50项，获得授权24项；获得科技成果登记12项。近几年在Materials Today Advances, Nanomaterials, International Journal of Nanomedicine, International Journal of Molecular Sciences, Food Chemistry, Applied Nanoscience, Biotechnology Letters等权威杂志发表SCI论文40多篇，其中以通讯作者发表SCI一区12篇、获得中国光学工程学会技术发明二等奖，广西光学学会科学技术进步一等奖，全国中小企业“创客中国”2022年全国三等奖，第十一届中国创新创业大赛纳米产业技术专业赛全国30强，2024年工信部火距中心举办的全国颠覆性技术大赛全国总决赛优秀奖。以第一指导老师指导学生获得省级及以上奖励79次。
演讲题目：超临界二氧化碳绿色制备单壁碳纳米管+石墨烯
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内容摘要
碳纳米管（CNT）是由石墨烯围成的一维量子结构，是优势显著的导电材料，主要应用电池硅基负极材料。碳纳米管（CNT）包括多壁碳纳米管（MWCNT）和单壁碳纳米管（SWCNT）。石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，碳原子以sp²杂化键合形成单层六边形蜂窝晶格石墨烯。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
SWCNT能将现有锂池容量提升十倍以上，SWCNT网络将正极材料颗粒连在一起，从而提高了颗粒之间的连接强度。这一特性对于易粉化、易脱落的硅基负极而言尤为重要。提升能量密度，延长循环寿命，改善快充性能，优化高低温性能。我国MWCNT生产即将达到饱和，但是SWCNT的生产主要依赖俄罗斯OCSiAL公司，是被“卡脖子”的高端材料。
本方案是利用工艺成熟成本低廉的多壁碳纳米管为原料，通过超临界CO2耦合超声[1]、电化学肃离、狭缝剪切剥离等工艺制备超高价值的单壁碳纳米管和石墨烯，采用离心、双水相萃取等方法分离单壁炭纳米管和石墨烯，本方案已经经过实验室验证，现在准备中试。
本方案以颠覆性思维打破行业壁垒，突破生产SWCNT技术封锁，实现量产。
图1. 超临界二氧化碳绿色制备单壁碳纳米管+石墨烯
[1]Zhang H, Xiang Q, Liu Z, et al. Supercritical mechano-exfoliation process[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 9329.
[1]Zhang H, Xiang Q, Liu Z, et al. Supercritical mechano-exfoliation process[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 9329.
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