北京化工大學(xué)毋偉教授技術(shù)成果推薦：

1、水相剪切剝離法制備石墨烯中試技術(shù)
2、液相剝離法制備納米二維二硫化鉬技術(shù)
3、超重力法制備納米潤滑油清凈劑
4、超重力法制備納米聚苯胺纖維
 
1、水相剪切剝離法制備石墨烯中試技術(shù)
 
一、基本原理及工藝
 

 

 
▲水相剪切剝離法制備石墨烯工藝流程

二、技術(shù)特點(diǎn)
 
（1）綠色環(huán)保，以水為溶劑，在常壓下進(jìn)行，不加表面活性劑等有機成分，對環(huán)境無(wú)害。 
 
（2）工藝簡(jiǎn)單，成本較低，每公斤500元左右。 
 
（3）產(chǎn)品質(zhì)量好。由于產(chǎn)品主要是剝離法制得，缺陷少，層數低，多在七層以?xún)?，片的大小?-10微米之間； 未加入表面活性劑對產(chǎn)品無(wú)污染，純度高；產(chǎn)品的導電率可達50000S/m。 
 
（4）所用重要設備都來(lái)自市場(chǎng)定型設備，所使用的添加劑也可從市場(chǎng)購買(mǎi)， 原料來(lái)源廣， 可膨或高純鱗片石墨及人工石墨均可， 具有很好的產(chǎn)業(yè)化前景。
 
該技術(shù)經(jīng)專(zhuān)家鑒定達到國內專(zhuān)業(yè)水平！

三、年產(chǎn)1-2噸的石墨烯中試線(xiàn)

 
▲年產(chǎn)1-2噸的石墨烯中試線(xiàn)

 
四、中試產(chǎn)品
 

 
▲石墨烯粉體

▲石墨烯漿料

此外，目前中試產(chǎn)品還包括：大約厚度為20層的納米石墨片漿料和粉體。

2、液相剝離法制備納米二維二硫化鉬技術(shù)

一、技術(shù)內容
 
依據超重力旋轉床和高速剪切機具有可控的強力多重剪切和混合作用及易規模放大、強化傳質(zhì)和微觀(guān)混合的特性， 采用液相剝離法制備納米二維二硫化鉬。
 
超重力剝離：水相（產(chǎn)率5%， 50~800nm， 84%<5層）
 
均質(zhì)機剝離：有機相（產(chǎn)率4.8%， 50~200nm， 65%<4層）水相（產(chǎn)率8%， 可制備<200nm納米片， 也可制備量子點(diǎn)）

 
▲超重力旋轉填料床

 
▲均質(zhì)機

二、技術(shù)特點(diǎn)

（1）原料來(lái)源廣：人工合成二硫化鉬和天然二硫化鉬均可。
 
（2）綠色環(huán)保：無(wú)廢水廢氣排放，減少環(huán)境污染。
 
（3）成本低，產(chǎn)品質(zhì)量高：反應條件溫和，操作簡(jiǎn)單，不需要昂貴的試劑和藥品。
 
（4）尺寸可控：轉速、剝離時(shí)間、填料層數等實(shí)驗參數可以實(shí)現精準的調節，保證了納米二維二硫化鉬制備的重復性和可控性。
 
（5）普適性： 本項目液相剝離技術(shù)可針對不同的應用領(lǐng)域，可在水相或有機相中剝離，產(chǎn)品多樣（水相漿料、有機相漿料、納米片粉體），還可根據實(shí)際應用需要，做成半成品。
 
三、技術(shù)路線(xiàn)
 

▲二維二硫化鉬制備的基本工藝流程圖

 
　　該技術(shù)獲得國家發(fā)明專(zhuān)利，達到了中試化水平。
 
四、初步應用
 
（1）剝離前后沉淀二硫化鉬的濃度對基礎油最大無(wú)卡咬負荷的影響
 

（2）極壓抗磨性能（四球機法） (轉速1200rpm，法向載荷392N)
 

3、超重力法制備納米潤滑油清凈劑

　　該項目與克拉瑪依石化研究院合作完成。
　　潤滑油清凈劑是潤滑油的“味精”，起清凈、中和、抗磨減摩、節能環(huán)保的作用。目前國內需求量約5萬(wàn)噸/年，國內產(chǎn)品質(zhì)量差，60％以上市場(chǎng)份額被國外公司所壟斷。
 
一、納米潤滑油清凈劑制備常規流程
 

存在的問(wèn)題：
 
　　反應時(shí)間長(cháng)，效率低；
　　生產(chǎn)指標和產(chǎn)品質(zhì)量均不穩定，難以控制；
　　需多個(gè)反應器才能完成
　　原料利用率低，成本高
 
技術(shù)特點(diǎn)：
 
　　納米碳酸鈣顆粒與轉相在同一體系中同時(shí)完成；
　　二氧化碳的傳遞是反應的控制步驟，納米碳酸鈣顆粒大小及分布是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。
 
二、超重力法制備納米潤滑油清凈劑工藝流程
 

三、與常規制備方法效果對比
 

▲潤滑油清凈劑中納米碳酸鈣的大小及分布（左為超重力法制備，右為釜式法制備）

四、產(chǎn)品性能對比
 

　　新產(chǎn)品通過(guò)臺架試驗，質(zhì)量超過(guò)國際品牌產(chǎn)品。

五、產(chǎn)品的理化性質(zhì)及指標
 

▼產(chǎn)品的理化性質(zhì)及指標

　　碳酸化效率提高50％，原料利用率提高。產(chǎn)品的理化性質(zhì)及指標達到國內外同類(lèi)產(chǎn)品水平。
 
4、超重力法制備納米聚苯胺纖維
 
一、研究背景
 
　　聚苯胺屬于本征型導電聚合物。
　　聚苯胺由于原料價(jià)格低、導電率高、耐高溫及抗氧化性好、環(huán)境穩定性高等優(yōu)點(diǎn)，引起廣泛研究。
　　在抗靜電、太陽(yáng)能電池、全塑金屬防腐、船舶防污、傳感器、電化學(xué)和催化材料、大容量電容器、隱身、電致變色等領(lǐng)域具有極其廣闊且誘人的發(fā)展前景。

二、制備方法
 
（1）模板法：成本高，制備過(guò)程變得相對繁瑣和復雜。
 
（2）無(wú)模板法：

　　種子聚合法：過(guò)程復雜 ，成本高。
　　輻射法 ：難以放大。
　　聲化學(xué)法 ：難以放大。
　　快速混合法 ：成本低，易于實(shí)現工業(yè)化，但設備是主要影響因素。
　　界面聚合法：毒性大，且難以放大及連續化。
　　膠束自組裝法：過(guò)程難以控制和放大。
 
三、制備思路
 
　　以工業(yè)易放大，且具有極大強化傳質(zhì)和微觀(guān)混合特性的超重力旋轉床作為快速混合法合成納米聚苯胺纖維的反應器。
 
四、取得的成果
 
（1）申請了一項國家發(fā)明專(zhuān)利。（毋偉，呂新偉，陳建峰.一種微/納米聚苯胺的制備方法.申請號：201010034110.1）
 
（2）克服了目前存在的苯胺濃度低，反應溫度低，效率低及工藝和產(chǎn)品質(zhì)量重復性差等問(wèn)題，可以在實(shí)驗室放大規模上實(shí)現了在較高苯胺單體濃度（>0.5M）和較高溫度（>60℃）下，制備均一的納米聚苯胺纖維，并使誘導時(shí)間大大縮短，且具有良好的可重復性。
 
（3）該技術(shù)達到中試化水平。
 

▲不同濃度制備PANI納米纖維掃描電鏡照片（上：機械攪拌，下：超重力法；單體濃度從左到右：0.1M，0.3M，0.5M）

 

▲超重力法不同溫度下合成的納米聚苯胺纖維透射電鏡照片

　　毋偉，教授、博士生導師，北京化工大學(xué)教育部超重力工程研究中心教授。研究方向為：化工過(guò)程強化，納米顆粒合成/表面改性及其復合材料的制備及應用，超重力技術(shù)及其應用等。曾獲得國家發(fā)明專(zhuān)利授權1項，國家科技進(jìn)步二等獎1項，石油和化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀科技圖書(shū)獎一等獎1項等。在國內外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，其中30余篇被SCI或EI收錄。出版專(zhuān)著(zhù)1部，參編專(zhuān)著(zhù)3部。負責或參加了10余項國家、省部級及橫向科研項目… 
 
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專(zhuān)家推薦和技術(shù)成果推薦：

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編輯整理：粉體技術(shù)網(wǎng)
 

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