三维石墨烯在多领域具有广阔应用前景，近期，国内陕西兴汉澜墨科技有限公司实现了世界首个基于化学气相沉积法的三维石墨烯粉体的工业化生产，该项目的顺利投产将为石墨烯和新能源产业的发展注入新动力。

关于化学气相沉积(CVD)法

化学气相沉积(CVD)出现于20世纪60年代。它主要用于制备高纯度和高性能的固体薄膜。化学气相沉积（CVD）是生长大面积高质量石墨烯的有效方法之一。石墨烯化学气相沉积的原理是在高温和高真空环境下，将含碳的气态物质以氢气作为还原气体引入熔炉中生成石墨烯，所有石墨烯都沉积在基板表面。石墨烯是通过化学气相沉积法制备的，如管式炉、微波等离子体CVD设备、射频化学气相沉积等。

在石墨烯的CVD生长过程中，需要使用金属催化剂，石墨烯需要转移才能构筑电学器件，与当前的半导体加工工艺不兼容，同时转移会造成石墨烯的褶皱、破损和降低其电学性能。如能在绝缘衬底上实现石墨烯的无金属催化生长，那就不需要转移可直接构筑电学器件。但是，不同于多数金属基底上的自限制生长方式，石墨烯在绝缘基底上的CVD生长常常会伴随有生长速度慢与重复成核等缺点，因而会形成均匀性差并具有不确定层数的石墨烯膜。因此，在绝缘基底上直接制备大面积均匀单层石墨烯薄膜，对其实现与半导体行业对接和加速石墨烯工业化应用进程具有深远影响。

三维石墨烯

三维石墨烯（3D石墨烯）是由二维石墨烯在宏观尺度上构成的一种新型碳纳米材料。三维石墨烯具有比表面积高、力学性能优异、超高导电率、导热系数高等特点，在热界面材料、数据中心、新能源、建筑、电化学储能、环境修复、航天航空、超级电容器、可伸缩导体、医用载体等领域具有广阔应用前景。

三维石墨烯市场发展时间较短，但基于其优异性能及应用潜力，三维石墨烯市场研发热情较高。在复合材料方面，三维石墨烯通过与金属泡沫、碳基材料、无机纳米材料等材料复合使用，这不仅可优化三维石墨烯性能，还有望扩展其应用场景；在产品方面，三维石墨烯相关产品有三维石墨烯泡沫、三维石墨烯防雾霾口罩、三维石墨烯电池、3D石墨烯导热膜等。

发展到目前，全球已开发出多种三维石墨烯制备技术，包括固体碳源生长法、交联法、氧化石墨烯（GO）自组装法、化学还原法、3D打印法、3D模板装配法、化学气相沉积（CVD）法等。三维石墨烯制备技术多样，但现有技术多存在成本高、结构稳定性差、过程复杂、晶化程度低等缺点，不利于三维石墨烯大规模量产，未来高质量、可量产、成本低的三维石墨烯制备技术仍将是行业研究重点方向。

作为新型材料，三维石墨烯具有多种优良性能，在航天航空、消费电子、数据中心、环境修复等领域应用前景广阔。三维石墨烯研发热情高，制备技术日渐丰富，但现有技术多不能实现其规模化、低成本生产，未来三维石墨烯市场商业化应用仍有待开发。

世界首个CVD法制备三维石墨烯粉体

近日，位于神木高新区的陕西兴汉澜墨科技有限公司实现了世界首个基于化学气相沉积法的三维石墨烯粉体的工业化生产，该项目的顺利投产将为石墨烯和新能源产业的发展注入新动力。

石墨烯作为一种新型碳材料由于其优异的物理化学特性，使得其在国家产业竞争中具有重要的战略价值，曾一度受到世界各国的争相研究与发展，但中国的石墨烯产业始终未能取得发展预期。对国内多个石墨烯产业园进行实地调查研究，目前的现状是：

1.在生产领域，国内以石墨为原料生产出的石墨烯粉体种类繁多，同质化问题突出，高端产能不足，低端产能过剩，尚没有一家公司可以生产出100%的石墨烯；

2.在下游应用领域，存在石墨烯不会用以及用了无显著效果的问题；

3.与此同时，石墨烯粉体售价几十至一百万元左右每吨，上述原因导致石墨烯产业裹足不前。

为了能够打破当前的产业困局，位于陕西省神木市锦界工业园区的陕西兴汉澜墨科技有限公司抛弃了以石墨为原料生产石墨烯粉体的工艺，而是以化学气相沉积法来生产三维石墨烯粉体，产能为1000吨/年，项目已顺利投产。该项目为世界上首个且唯一一个通过化学气相沉积法工业化量产三维石墨烯粉体的项目，同时也是全球最大的单体石墨烯粉体生产项目，该项目的顺利投产将为石墨烯和新能源产业的发展注入新动力。

国内外进行三维石墨烯粉体研发和生产的相关企业有三星和广汽集团等机构。2017年三星制备出三维“石墨烯球”，其三维石墨烯基电池只需12分钟就可以完全充满。2021年，广汽官宣其生产的三维石墨烯基电池可以实现10分钟充满80%。但是，由于成本和技术等原因，三维石墨烯粉体未能大规模进行商业化应用。陕西兴汉澜墨科技有限公司通过化学气相沉积法从根本上解决了三维石墨烯粉体的质量、产量、和成本以及石墨烯下游应用过程中存在团聚的诸多问题。该项目为世界上首个且唯一一个通过化学气相沉积法工业化量产三维石墨烯粉体的项目，同时也是全球最大的单体石墨烯粉体生产项目，该项目的顺利投产将为石墨烯和新能源产业的发展注入新动力。

目前，兴汉澜墨已获得4项国家发明专利。依托该技术，兴汉澜墨去年在陕西神木高新区（锦界工业园）建成国内首个1000吨/年CVD法石墨烯生产装置，今年初产出合格品石墨烯粉体。锂离子电池、超级电容器等下游用户试用后效果良好，受到关注和好评。

经第三方机构国家石墨烯产品质量检验检测中心（广东）检测表征，兴汉澜墨生产的石墨烯粉体为三维多孔结构，层数为3-7层，平均粒径5微米左右，比表面积400-800m²/g，电导率5.49S/cm（12MPa），部分指标优于国内外同类产品。

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