一、项目概述

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成二维蜂窝状六角晶格的平面薄膜，它只有一个碳原子厚度，是目前已知最薄的一种材料。这种厚度的石墨烯拥有巨大的比表面积，优异的导电性，热稳定性和机械性能，因此国际上已有越来越多的学者参与到石墨烯的合成及制备当中。目前石墨烯主要的制备方法包括微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法四种。其中氧化石墨还原法是目前成本最低且最容易实现规模化生产的石墨烯制备方法。它是将成本较低的天然石墨与强酸和强氧化物质反应生成氧化石墨，然后经过超声分散并加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，得到石墨烯。一般的化学法还原过程中需要用到有毒的强还原剂肼和硼氢化钠或是要求在高温或强腐蚀性条件下进行，这些都限制了石墨烯的规模化生产。

本项目利用γ射线辐照方法对氧化石墨进行还原。在还原过程中还可以对石墨烯进行功能化修饰或金属纳米粒子负载，制备出性能优异的石墨烯纳米片及其纳米金属复合材料。

二、应用范围（包括功能、用途）

制备的石墨烯具有优异的电学性能，可望在电磁屏蔽、信息存储、通讯工程、电动汽车等领域有独特的应用优势和广阔的应用前景。

三、技术优势（技术特点、技术指标）

本项技术的特点是成本低、适合宏量制备。如采用本方法制备的石墨烯/聚苯乙烯复合材料的渗流阈值低至0.24 vol.%，在石墨烯体积分数仅为2.3 vol.%时，聚合物的电导率高达45 S/m。制备的石墨烯纳米金属复合材料应用在超级电容器电极材料上时有更高的比电容（155 F/g）和更好的大电流倍率性（20 A/g的大电流密度下，比电容保持率为72%）。

四、技术水平（包括本技术在国内外的地位、鉴定情况、获奖情况等）

本技术是自主研发的具有自主知识产权的创新性技术，在国内外均属首创，已经申请国家发明专利两项。

五、开发计划进度

本项目已经完成实验室阶段的研究工作，正在进行小批量试制阶段。

六、市场状况及市场预测

石墨烯的高强度、高导电性及传热性、超大的比表面积等特性能够在航天军工、锂离子电池、超级电容器、可折叠显示屏等多领域有潜在应用。目前石墨烯还处在研发阶段，各国对该新兴材料还处于一个专利布局期，尚还没有出现产业化动向，整个产业链也还没有形成。但高达几千元/克的产品价格和广阔的市场前景更是让各国对石墨烯的研究开发一直没有停止过。业内预计2015 年能够实现石墨烯的规模化量产。由于本技术提供的制备方法具有快速、简便、高收率、低成本、不对环境造成污染等优点，十分有利于大规模工业化生产，所以预测一旦投入市场，市场的潜力十分巨大。

七、 投资估算， 效益分析

目前，石墨烯市场售价为3000~10000元/克（按纯度不同），采用辐照工艺制备石墨烯，因原材料成本低（石墨粉40元/千克）、生产工艺简单，产品纯度高，产品收率高，固定资产投资少，预计其总的生产成本不会超过2000元/克，极具市场竞争力，利润空间很大。

八、合作方式

    合作研发。