武昌理工学生团队自主研发低温可控插层工艺 助力产业绿色升级

近日，一支由武昌理工学院大学生组成的创业团队凭借自主研发的“低温可控插层法制备的高倍率膨化蠕虫石墨及其生产工艺”技术，在高性能石墨材料领域取得突破性进展，相关技术已提交国家发明专利申请，目前处于受理阶段。该技术有效破解了传统石墨制备工艺高污染、高能耗、产量受限等行业痛点，为石墨产业绿色转型及高端化发展注入青春动能，契合国家“双碳”战略及新材料产业发展导向。

据悉，该团队成员来自多所高校，涵盖材料科学、市场营销、环境检测等多个专业，团队负责人自幼扎根石墨产业集中区，深刻了解行业发展困境。基于对石墨材料应用前景的敏锐洞察，以及对传统工艺弊端的深刻认知，团队聚焦可膨胀蠕虫石墨（EVG）制备核心技术，联合高校科研力量及行业企业，开展了长达数年的技术研发与中试实践。

当前，全球高端EVG市场被美日企业垄断，我国虽拥有丰富的石墨储量，但高端产品进口依存度高达85%，且传统硫酸插层法制备工艺存在诸多弊端——吨产品产生12立方米酸性废水，能耗高达3.2吨标煤/吨，原材料利用率仅30%-50%，既不符合绿色发展要求，也制约了产业升级。针对这一现状，该大学生团队立足自主创新，研发出低温可控插层制备工艺，实现了技术上的多重突破。

据团队研发负责人介绍，该核心技术以优质天然鳞片石墨为原料，优化插层剂配方，采用微波辅助插层技术，将传统插层时间从2-4小时缩短至15-30分钟，能耗降低50%以上；同时采用绿色插层剂替代部分强酸，配合闭环回收系统，酸液循环利用率达85%，废水排放量减少60%，彻底改变了传统工艺高污染的现状。通过精准控制反应温度、时间及插层剂浓度，产品膨胀倍率稳定在200-300倍，固定碳纯度可达99.9%以上，完全符合工信部《石墨行业规范条件（2020修订版）》要求。

该技术生产的高倍率膨化蠕虫石墨，兼具优异的隔热阻燃、导电导热、柔韧可加工等性能，可广泛应用于新能源汽车、电子散热、建筑防火、储能等多个高端领域。其中，其定向导热系数可突破1800 W/m·K，热膨胀系数可调控至0.5×10-⁶/K，与硅芯片匹配度达98%，能有效解决3D封装热管理难题；在环保领域，产品比表面积可达100-300 m²/g，可用于油污吸附、废水处理，实现资源循环利用。

为推动技术落地，团队已与青岛金涛石墨有限公司达成深度合作，签订委托代加工及技术开发协议，搭建中试生产线，实现小批量量产。目前，产品已通过初步性能检测，各项指标均达到行业领先水平，正逐步对接下游企业，推动产业化应用。同时，团队依托“产学研用”一体化平台，持续优化工艺参数，提升产品性能，拓展应用场景。

“我们的团队虽以大学生为主体，但始终立足产业实际，聚焦技术创新，致力于用专业力量破解行业痛点。”团队负责人孙李胜表示，此次提交专利申请的“低温可控插层法制备的高倍率膨化蠕虫石墨及其生产工艺”，核心在于实现了“低成本、绿色化、高纯度”的三重突破，不仅能降低企业生产成本，还能助力石墨产业摆脱高端技术依赖，推动我国从石墨资源大国向产业强国转型。

据了解，该项目已获得相关政策及资金支持。团队将继续深耕石墨材料研发，加快专利转化进程，完善规模化生产技术，拓展高端应用市场，同时积极践行绿色发展理念，推动工艺持续升级，为我国新材料产业高质量发展贡献大学生力量。