中國粉體網(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、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所聯(lián)合中國粉體網(wǎng)將于在蘇州金陵觀園國際酒店舉辦 “2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會”，屆時孫立濤教授將作“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(國家示范性微電子學(xué)院)院長，博導(dǎo)、長江學(xué)者特聘教授、國家杰青、國家“萬人計劃”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教育部重點實驗室副主任。
主要研究方向
長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。主要研究方向為新型納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“時代標(biāo)志性材料”,“石墨烯+”的顛覆性新材料正在到來，引起了全球研究者的研發(fā)熱潮，而在未來幾年里中國石墨烯或?qū)⒓性诠?jié)能環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用。
石墨烯環(huán)保的時間節(jié)點
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，石墨烯作為吸附劑使用時，對其質(zhì)量要求不是很高，降低了實際應(yīng)用的難度，未來在污水處理領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用。
在水處理方面，孫立濤教授團(tuán)隊首次報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)用于油和常見的有機(jī)溶劑吸附方面，通過優(yōu)化，吸附能力可以增加到自身重量的800倍以上。同時，石墨烯海綿的孔徑和孔壁厚度可以通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)和制備方法來不斷調(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)集成在過濾系統(tǒng)中，組裝成了可實現(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濾網(wǎng)，已基于此制備出PM2.5高效防霾口罩，時效性提高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間(<1小時)失效的問題，該口罩于2016年11月已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、走向市場。
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前景。
全球海水淡化市場規(guī)模預(yù)測（單位：億美元）
在過去的十年中，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格、加工性以及對環(huán)境的影響。
孫立濤教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊實現(xiàn)了二維材料的原位亞納米加工與按需構(gòu)筑；首次報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）。申請專利80余項，做國際會議邀請報告70余次，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)人才多名，實現(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)，使實現(xiàn)其華麗轉(zhuǎn)身，在不斷改進(jìn)制備工藝來降低石墨烯生產(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，在未來的市場競爭中將逐漸占據(jù)優(yōu)勢地位。
