中國(guó)粉體網(wǎng)訊  2018年4月24-25日，江蘇省納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所聯(lián)合中國(guó)粉體網(wǎng)將于在蘇州金陵觀園國(guó)際酒店舉辦 “2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”，屆時(shí)孫立濤教授將作“石墨烯在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化”的有關(guān)報(bào)告。

孫立濤教授

東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院、微電子學(xué)院(國(guó)家示范性微電子學(xué)院)院長(zhǎng)，博導(dǎo)、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、國(guó)家杰青、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才。東南大學(xué)-江南石墨烯研究院先進(jìn)碳材料應(yīng)用聯(lián)合研發(fā)中心主任，東南大學(xué)-FEI納皮米中心主任，MEMS教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任。

主要研究方向

長(zhǎng)期從事石墨烯等新型納米材料的基礎(chǔ)前沿與相關(guān)應(yīng)用研究。主要研究方向?yàn)樾滦图{米材料石墨烯等在能源、環(huán)保和微納器件上的應(yīng)用。

石墨烯以更輕薄、更強(qiáng)硬、更高效的優(yōu)異性能，正迅猛地在信息、能源等領(lǐng)域發(fā)展成為足以影響文明進(jìn)程的“時(shí)代標(biāo)志性材料”,“石墨烯+”的顛覆性新材料正在到來(lái)，引起了全球研究者的研發(fā)熱潮，而在未來(lái)幾年里中國(guó)石墨烯或?qū)⒓�中在�?jié)能環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用。

石墨烯環(huán)保的時(shí)間節(jié)點(diǎn)

石墨烯，尤其是氧化石墨烯，不僅比表面積巨大，而且表面含大量的活性官能團(tuán)如羧基、羥基、羰基、環(huán)氧基以及大量的孔洞缺陷等，因此吸附能力很強(qiáng)，對(duì)環(huán)境中的重金屬離子、有機(jī)污染物等都有具有良好的去除能力。同時(shí)，石墨烯作為吸附劑使用時(shí)，對(duì)其質(zhì)量要求不是很高，降低了實(shí)際應(yīng)用的難度，未來(lái)在污水處理領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用。

在水處理方面，孫立濤教授團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了石墨烯海綿可作為超高效可循環(huán)利用的吸附材料，應(yīng)用于油和常見(jiàn)的有機(jī)溶劑吸附方面，通過(guò)優(yōu)化，吸附能力可以增加到自身重量的800倍以上。同時(shí)，石墨烯海綿的孔徑和孔壁厚度可以通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和制備方法來(lái)不斷調(diào)節(jié)。為了進(jìn)一步降低成本，還選擇棉花和廢紙等為原料制備了具有高吸附性的碳海綿。

除了以上海綿結(jié)構(gòu)，目前還有兩種優(yōu)化結(jié)構(gòu)已基本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，一種是石墨烯基金屬網(wǎng)，將該網(wǎng)集成在過(guò)濾系統(tǒng)中，組裝成了可實(shí)現(xiàn)水/油/固體懸浮物三相分離的凈化設(shè)備，已用于部分自來(lái)水廠、常州及惠州城市河道、云南滇池等；另一種是石墨烯基柔性過(guò)濾網(wǎng)，已基于此制備出PM2.5高效防霾口罩，時(shí)效性提高100倍以上，解決了現(xiàn)有基于靜電吸附的防霾口罩遇水汽短時(shí)間(<1小時(shí))失效的問(wèn)題，該口罩于2016年11月已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、走向市場(chǎng)。

石墨烯除了在水處理方面的應(yīng)用，在海水淡化、大氣治理、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域同樣具有廣闊的市場(chǎng)前景。

全球海水淡化市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：億美元）

在過(guò)去的十年中，石墨烯以及石墨烯類材料如何應(yīng)用到環(huán)保中已經(jīng)取得了巨大突破。石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能將環(huán)保材料的性能顯著提高。由于石墨烯和碳納米管、富勒烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，因此在環(huán)保領(lǐng)域也將具有很大相似的應(yīng)用。因此，選擇使用哪種碳材料在環(huán)保領(lǐng)域中使用，主要決定于他們的價(jià)格、加工性以及對(duì)環(huán)境的影響。

孫立濤教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了二維材料的原位亞納米加工與按需構(gòu)筑；首次報(bào)道了石墨烯多孔三維結(jié)構(gòu)的在油水分離中的超高效吸附特性并實(shí)現(xiàn)其環(huán)保應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化；制備了石墨烯基超靈敏柔性傳感器等。發(fā)表SCI論文200余篇（其中Science 2篇, Nature及子刊12篇）。申請(qǐng)專利80余項(xiàng)，做國(guó)際會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告70余次，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)人才多名，實(shí)現(xiàn)了石墨烯在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化。

有缺陷的石墨烯并不完美，而科研人員卻挖掘出它內(nèi)在的潛質(zhì)，使實(shí)現(xiàn)其華麗轉(zhuǎn)身，在不斷改進(jìn)制備工藝來(lái)降低石墨烯生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，石墨烯必將在環(huán)保除污、凈化環(huán)境方面大顯身手，在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中將逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。