闪蒸

通过多种分析手段确认了其石墨烯样性质，揭示了部分氧化、不同程度的石墨化及含氧官能团的存在。生物质的元素组成显著影响石墨烯的产量和质量，高碳含量的生物质可生成更有序、缺陷更少的石墨烯，而高氧含量的原料则使材料表面反应性增强。尽管该方法在可扩展的石墨烯生产方面潜力巨大，但在更大规模生产时，确保均匀加热和控制材料性能仍面临挑战。

高功率RJH工艺使用放大的焦耳加热系统，在石英管中压缩100克炭黑，在几分钟内达到3000摄氏度的温度。将炭黑转化为石墨烯的过程包括预热和石墨化阶段，能耗极低，约为每公斤5千瓦时，相当于每公斤0.50美元的成本。理论上，一个设备每年有可能产生多达5吨的石墨烯。氧化硼和三聚氰胺等添加剂用于直接大规模生产掺杂石墨烯。

赛因依托先进的自动化快速焦耳热工艺，其产品品质备受市场认可，订单量逐年攀升，以这100万元的启动资金为起点，撬动了总计4000余万元的海内外订单。赛因的年产能也从最初的50吨提升至即将完成调试的300吨，实现了跨越式发展。

毛小菲团队的核心技术为农业废弃物热化学定向热转化制备涡轮结构状石墨烯。该技术可通过微波辅助焦耳热闪蒸手段，将农作物秸秆等废弃物高效转化为纳米碳材料，同步解决“农业固废资源化利用率低”和“石墨烯制备成本高”两大难题。与传统石墨烯生产方式相比，该技术通过定向热转化实现低能耗、低排放，且原料来源广泛，成本仅为市场价的十分之一。该团队进一步将石墨烯与微生物菌剂结合，开发出兼具固碳、保水、增强土壤透气性的新型土壤修复材料，为农业可持续发展提供创新方案。

本文详细探讨了FJH技术的基本原理、自动化和规模化生产的进展，以及过去四年中该技术的发展历程。同时，文章还讨论了FJH技术在不同应用中的潜力，包括混凝土生产、水净化和超级电容器等领域，并分析了FJH技术面临的挑战和局限性。

本文，亚历山大大学Mohamed Hosny等研究人员深入探讨了FJH石墨烯的基本原理、自动化以及过去四年中该工艺的扩展情况，该工艺的目标是每天生产100吨石墨烯。文章讨论了FG的各种表征技术、FG 与传统石墨烯相比的优势，以及 FJH 所面临的挑战和局限性。

这项研究的核心在于创新性地应用高功率快速焦耳加热技术，将100克炭黑在5分钟内加热至3000℃，以96%的高产率得到高性能少层涡轮层状石墨烯（RG），加热到冷却整个过程仅需10分钟。与传统方法相比，这一新技术的生产能耗仅为每千克石墨烯约5千瓦时（约0.5美元），不仅显著降低了成本，还极大地提高了生产效率。理论上，一台设备在实验室环境下即可实现年产5吨石墨烯，为石墨烯的工业开发和应用提供了强有力的支持。

由我院赵楠老师指导的项目《生物质热化学定向热转化石墨烯技术及其多功能应用》斩获全国一等奖和优秀指导教师。该项目利用焦耳热闪蒸和激光诱导热转化技术处理生物质固体废弃物制备石墨烯可同时解决“生物质能源利用率低”和“石墨烯制备成本高”两大难题