石墨炔(GDY)是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后,一种新的全碳纳米结构材料,原材料主要是由单原子厚的sp杂化和sp2杂化的碳原子构成。石墨炔具有共轭体系大、化学稳定性好、导电性/导热性优良等特点,可用于制备人工金刚石、电极材料、润滑剂等产品。
石墨炔被认为是最稳定的人工合成碳同素异形体,在化工、半导体、新能源、生命科学、储能、水处理、催化还原等领域应用前景广阔。在储能领域,石墨炔可用于制备钙钛矿电池、超级电容器等;在催化还原领域,氮掺杂石墨炔的氧还原催化活性与铂/碳材料相当,可用于替代贵金属铂系催化剂;在水处理领域,作为吸附剂,石墨炔可用于去除水中的污染物。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年中国石墨炔(GDY)市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,目前我国石墨炔研究仍处于初始阶段,但随着下游市场发展,石墨炔市场需求将快速释放,预计2024-2027年,我国石墨炔市场规模将呈增长趋势,年均复合增长率将达到5.0%以上。
我国于2010年首次合成石墨炔,自此以来,石墨炔研究热情日益提升。2022年,石墨炔新申请专利同比增长79.0%以上,石墨炔研究多集中在合成及应用方面,锂离子电池、半导体相关应用的专利占总申请量的三成以上。
目前我国已取得诸多石墨炔相关专利,包括《石墨炔薄膜的制备方法和石墨炔薄膜》、《一种锕系离子-石墨炔复合材料及其制备方法和应用》、《一种超薄纳米级石墨炔薄膜的制备方法》、《一种三维柔性多孔石墨炔网络薄膜及其制备方法》等。
我国石墨炔相关研究院校及企业包括中科院化学所、北京理工大学、山东大学物质创制与能量转换科学研究中心、青岛能源所、兰州大学、华星光电、贝特瑞、方大炭素、碳元科技等,其中中科院化学所是石墨炔技术应用落地的重要推动者。
新思界
行业分析人士表示,石墨炔可通过化学还原法、高温裂解法、微波辅助化学反应法等方式制备,但以上制备方法均存在一定缺陷,未来石墨炔制备方式仍需不断创新和优化。石墨炔电子结构特殊、性能优异,应用前景十分广阔,目前我国石墨炔行业仍处于研发阶段,但随着技术积累、制备方法优化,石墨炔商业化应用进程将逐渐加快。