大同市新型炭材料重点实验室石墨烯水性防腐涂料示范线
本报记者 魏冬妮
被称为“黑金”的石墨烯，是21世纪“新材料之王”。这些看似平淡无奇的黑色粉末，由于强度高、韧性好、重量轻等众多惊人的优良性能而被世人关注。
山西大同大学化学与环境工程学院院长赵建国教授及其带领的团队，长期致力于石墨烯制备和相关领域的应用研究，经过多年苦心钻研，目前已掌握了高品质低成本的石墨烯规模化绿色制备工艺，石墨烯增效复合肥、石墨烯水性环氧漆、石墨烯电热膜等制备和应用也取得了突破性进展。
突破技术难题 引起学术界高度关注
大同有着丰富的优质石墨资源，分布在新荣区堡子湾乡宏赐堡村和西村乡白山村、七里村，储量约为5200万吨。除资源优势外，产业优势和技术优势也十分突出。据赵建国教授介绍，目前全市境内的炭素企业有20多家，具备较好的产业基础；大同大学早在2008年就成立了炭材料研究所，团队的30多位研究人员以新型功能炭材料的开发及其绿色制备工艺技术为研究对象，重点研究炭/炭复合材料的低成本快速化制备工艺、高品质低成本的石墨烯规模化绿色制备工艺、石墨烯增效复合肥和石墨烯水性环氧漆制备及应用。这些成果取得了多项引人瞩目的科研成果，技术创新优势明显。
为了能够低成本、规模化制备石墨烯，同时最大限度提高石墨烯的生产率，赵建国教授的团队经历了无数次试验，突破了一个又一个技术难题，最终研制出氧化还原法和液相剥离法的石墨烯制备技术。赵建国说：“这种工艺技术操作简单，无废液污染，成本低，完全是绿色环保的，是目前规模化制备高质量石墨烯的最佳方法，可以在储能、防腐、热管理等领域广泛应用。”
赵建国团队所研制的石墨烯规模化制备工艺技术的技术鉴定结果表明，与国内外研究结果对比，所制备的石墨烯样品的检测结果完全达标，所得石墨烯产品的微观形貌良好，单一层数石墨烯达到70%以上，优于国外的同类产品。
如今，赵建国教授和他的团队在石墨烯制备及其应用方面所具备的科研条件及成果走在国内前列，引起学术界和社会的高度关注。
推进科技创新“黑金”应用前景广阔
石墨烯水性环氧防腐涂料技术。这是赵建国团队研制石墨烯应用技术的主要课题之一，将石墨烯运用到涂料中，不仅在制备过程中环保、无毒、安全，而且抗腐蚀性强，耐水耐油。今年赵建国团队又自行设计了年产300吨的石墨烯水性环氧防腐涂料生产线。
在赵建国主持的大同市新型炭材料重点实验室，赵建国向记者介绍说：“你看这条生产线，只有进水管，没有排污水管，在制作石墨烯水性环氧防腐涂料过程中不跑烟、不冒气，也不会有污水排出，完全是绿色环保的。而现在市面上的其他防腐涂料，普遍存在刺激性气味，挥发性有机物含量高，环境污染较大。”
目前，石墨烯水性环氧防腐涂料制备技术可广泛运用于工业防腐、室内装修等领域，产品包括地坪漆、清漆、罩光漆等，生产成本也低于市面上其他防腐涂料。
石墨烯增效复合肥技术。石墨烯具有良好的导电性和较强的吸附能力，将制备的石墨烯溶胶或粉体与常规化肥复合，可以增强植物根系吸收水分和养分的能力，同时促进土地的生态循环，达到改善土壤状况、减少化肥用量的功效。赵建国团队经过不断研究，探索出石墨烯增效复合肥生产工艺和不同植物的施肥方案，在蔬菜、花卉、食用菌等领域实现了节肥增产，为升级高效农业提供了帮助。
今年7月4日，山西省石墨烯技术应用院士专家工作站在大同大学挂牌成立，大同大学炭材料研究所与世界著名林业学专家、中国工程院院士、北京林业大学前任校长尹伟伦教授达成合作协议，赵建国团队将与尹伟伦团队在节肥增产、减少农业污染领域加强学术交流研讨，为促进人与自然和谐绿色发展而努力。
石墨烯电热膜制备及应用技术。石墨烯独特的二维片层结构和碳原子活跃电子的电子迁移率高等属性，在外部电压的作用下能够产生巨大的能量，同时转化为远红外辐射，可达到供暖和保健的效果。石墨烯电热膜具有发热均匀、升温速度快、远红外辐射能转化率高、使用寿命长等特点，如今已在暖宝、保温、理疗产品等领域得到广泛应用。
聚集尖端人才 助推科研成果转化
作为工学博士、博士后的赵建国，现任大同大学化工学院教授，太原理工大学博士生导师，先后主持国家、省部级、地市级和企业横向科研项目30余项。
赵建国团队现有研究人员46名，其中19人拥有博士学位。其团队组建了两大省级科研平台：山西省石墨烯功能材料工程技术研究中心，成为全省首家石墨烯领域的科技平台；山西省“1331工程”石墨烯产业化应用技术协同创新中心，获得近2000万元建设经费。
赵建国团队与有关部门、企业合作，目前已建成5条相关产业生产线：
①300吨级石墨烯水性防腐涂料生产线，产品在同煤集团、津西钢铁、包钢集团已经小规模试用并得到用户好评。
②年产10吨级石墨烯粉体示范生产线，采用自主研发的管道流动反应釜，具有国际领先水平。
③年产100吨级石墨烯增效复合肥生产线，与我市农业企业合作开展成果转化。
④石墨烯智能电热产品生产线，产品已进入市场试用阶段。
⑤与大同新成新材料科技股份有限公司（上市企业）合作的年产20万条石墨烯增强炭基高铁受电弓滑板生产线，已进入试车阶段。大同新成石墨烯产业化基地被列为2018年山西省重点项目。
媒体链接：http://epaper.dtnews.cn/shtml/dtwb/20180720/48845.shtml
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