所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：通用级沥青碳纤维长丝是高新技术产品，是航天、航空等尖端技术不可或缺的材料也是许多重要民用工业的高端基础原材料。我国通用级沥青碳纤维自主研发处于中试水平，且为短丝，市场所售通用级沥青碳纤维产品的拉伸强度<450MPa，弹性模量<30GPa，且产品存在性能低、波动大、品种单一、规格少、线密度不均匀等问题。山西煤化所实现了低阶煤及其热转化重质产物中沥青烯分离，建立并完善了沥青烯结构分析方法;形成了可纺沥青的结构调控技术;建立了实验室级“低阶煤-结构组成可控沥青烯-可纺沥青-纺丝-不熔化-炭化”的低阶煤制备沥青基碳纤维的整套工艺，实现了碳纤维单孔连续纺丝(直径<15um，长度>20000m，拉伸强度>700MPa，弹性模量>30GPa)，20/50孔连续纺丝(直径<15 m，长度>6000m，拉伸强度>700MPa，弹性模量>30GPa)，掌握了通用级沥青基碳纤维实验室长丝制备技术，全工艺流程已初步实现平稳运行。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：沥青碳纤维是航天、航空等尖端技术不可或缺的材料，也是许多重要民用工业的高端基础原材料。西方发达国家对我国碳纤维制备技术和关键设备一直采取封锁政策，目前我国自主研发的可纺沥青制备技术又存在批次稳定性差、产品性能低、不能连续纺丝、线密度不均匀等问题自主研发我国的碳纤维制备技术和关键设备成为当务之急。山西煤化所与山西介休长隆科技有限公司合作开展了百吨级沥青短纤维纤维中试工作，解决了煤沥青制备沥青碳纤维的关键技术问题和规模化制备科学问题，包括系统反应器的放大效应、传质传热的高效与均匀性、沥青烯基沥青的高温输送、热缩聚反应的可控性、可纺沥青组成结构的批次稳定性、纺丝过程的物料流动及纺丝温度窗口的协调性、规模化收丝系统的精密性、预氧化处理时的传热与气流的匹配性、炭化时的高效及产品质量的稳定性等，形成了煤沥青制备沥青碳纤维 100吨/年全流程技术，解决了国内沥青基碳纤维的关键技术问题。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：导电油墨是印刷电子的基础与核心材料，可应用于印刷电路、 “电取暖”红外发热膜、柔性传感器、RFID识别、光伏和触摸屏等领域。然而，大多数导电油墨电导率偏低，在需要高导电性、高效能、大规模的电子产品应用中捉襟见肘。亟需开发电导率高、印刷适性好、固化条件温和及成本低廉导电油墨技术，以适应新兴市场应用。本项目攻克了石墨烯液相分散难题，首创性开发了导电和粘结双功能导电粘结剂；通过溶剂调控技术，抑制了油墨（特别是石墨烯基导电油墨）固化干燥时出现的边缘毛刺、“咖啡环”效应。本技术以石墨烯/炭纤维为复合导电填料，实现了在不同维度空间形成高效的导电“桥梁”，有助于提高导电相的电导率；首创性的使用了低电阻聚氨酯类、氟碳酸树脂与导电高分子的共聚改性复合粘结剂，极大的提高了粘结剂的本征电导率。所制备的石墨烯基导电油墨方阻0.05-5Ω/mil，比常规碳系导电油墨性能提升了2-3个数量级，附着力可达98%以上，兼具印刷适性好、固化条件温和及成本低廉等优势。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：高通量石墨烯导热膜，是指兼具高厚度和高热导率的散热材料。主要应用于大功率电子器件的横向均温。民用市场主要是以智能手机、电脑为代表的消费电子品。军用电子设备则以卫星、雷达T/R组件、FPGA等为代表。本技术面向军用和5G通讯等大功率电子产品的高通量散热需求，以氧化石墨烯为前驱体，突破导热专用型氧化石墨烯浆料制备、超厚氧化石墨烯膜组装、石墨烯膜热处理和分级致密化等瓶颈技术，研制出高通量石墨烯导热膜批量化制备技术。已在多款卫星定型使用，并成为中国航天科技集团、中国电科集团、中科院小卫星中心等单位的合格供方。本技术提供从专用浆料到散热产品（GO to Products）一站式解决方案，兼具高性能和低成本优势。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：随着石墨烯行业的蓬勃发展，石墨烯在储能、热管理、复合材料、防腐涂料等领域已经形成初步商业化应用；在电子信息、生物医药、海水淡化领域方面的基础研究与技术开发也正在加速推进。以上应用领域的拓展使得下游对石墨烯的需求越来越高，亟需实现高品质石墨烯批量化、连续化、稳定化的制备。本技术采用自主开发的连续分离纯化和快速膨化剥离工艺，可实现单批次公斤级高品质石墨烯粉体材料的稳定生产，产品具有纯度高、比表面积大等优点，经第三方评测，产品指标在国内遥遥领先。2016年，本技术通过山西省科技厅组织的成果鉴定，达到国际先进水平，荣获山西省自然科学一等奖、中国产学研合作创新成果一等奖、中国化工学会技术发明二等奖。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：目前，世界范围内碳化硅晶须的年需求量在几百吨以上。由于碳化硅晶须为美国垄断，限量出口，所以我国每年的进口量非常有限。我国市场对碳化硅晶须的潜在需求旺盛，以机械加工业所使用的陶瓷刀片为例，目前我国年消费陶瓷刀片250多万片，其中碳化硅晶须增韧陶瓷刀片皆为进口。如以每个刀片重20 g计算，其中碳化硅晶须含量15%～20%，则每片增韧陶瓷刀片中含3 g碳化硅晶须，250万片这样的刀片则需要7500 kg碳化硅晶须。若考虑碳化硅晶须今后在刀具、磨具、钻具等前述各行业中的使用，碳化硅晶须的国内市场已十分巨大。石墨烯作为二维纳米碳源，在高品质碳化硅晶须制备中发挥关键作用，由山西煤炭化学研究所自主研发生产，可根据项目需求，对石墨烯的官能团含量、片径大小、层数等关键指标进行定制化生产，从而为目标晶须的制备提供最优原材料。该项目为农业废弃物稻壳的高附加值应用提供了出路。整个制备方案无需催化剂，反应机理简单，易于放大。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：石墨烯具有优异的导电、导热和电热性能，耐酸耐碱、比金属有更好的化学和电化学稳定性。山西煤化所发明了电解机械剥离石墨制备绿色石墨烯新方法新技术。本技术制备工艺成本低，能耗低、无污染、可规模化生产，已经建立了10吨/年的小尺寸石墨烯批量制备中试示范。本工艺调控能力强，可以调控石墨烯的层数、缺陷、二维片层的大小及其各介质的分散性。本技术制备的石墨烯在分散性、导电导热、电磁屏蔽和电催化等方面性能优越，符合新能源汽车的轻量化和电动化的材料要求，非常适合于动力电池、LED 灯、家电、电子信息产品、节能环保及可穿戴电子产品等，在新能源汽车、热管理和节能环保领域应用前景十分广阔。本技术还可制备石墨烯单原子催化材料，有望应用于燃料电池/锂-空电池的关键催化剂。电化学剥离石墨绿色石墨烯新技术,用电取代了化学氧化剂,工艺成本低、绿色、可规模化生产制备的石墨烯分散性极好，在水系和油系中的质量分数可达到 20%，非常适用于卷对卷涂布成膜印刷和喷涂，具有散热、电热、防腐和全波段吸收电磁屏蔽等高性能。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：高性能碳纤维及其复合材料是工业与国民经济不可或缺的战略性关键材料。近年来，国际碳纤维领军国家推出M40X为代表的新型高强高模第三代碳纤维，新型应用发展快速，而我国新型碳纤维却陷入难产。中科院山西煤化所采用自主产权凝胶纺丝工艺，通过科学创新、方法创新突破了碳纤维模量、强度协同调控技术和形貌控制技术，实现凝胶纺丝制备工艺的全线贯通，可制备复合材料综合性能好的新型高强高模碳纤维，有望实现碳纤维产业从“模仿跟踪”到“创新引领”的本质性转变，满足我国工业建设和国民经济发展的重大需求。此外，凝胶纺丝路线在大幅提升碳纤维性能的同时，其制备成本可得到有效控制，使得第三代高强高模碳纤维在成本上与第二代T800碳纤维相当，可进一步拓展和广泛替代T800碳纤维的应用市场，成为第三代碳纤维制备最具竞争力的新技术。

所属分类：新型材料产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：以煤液化残渣、沥青、酚醛树脂为炭前驱体，通过静电纺丝、预氧化和炭化制得柔性多孔纳米炭纤维无纺布。该无纺布由纳米尺度的碳纤维搭接成三维网络结构，纤维内部及纤维间具有丰富孔隙，相比于微米级尺度材料，其具有更高的外表面、更高的纤维轴向电导率及更快的离子响应速度。该材料具有柔韧性好、比表面积高、孔隙丰富、导电性好、电化学性能优异等特性，在柔性可穿戴、电化学储能、吸附分离、污染物处理、医用等领域有广阔的应用前景。工作的特色在于：①炭前驱体原料多样化；②所制备的碳纤维无纺布由纳米级碳纤维搭接形成；③无纺布柔韧性好；④无纺布孔隙发达；⑤无纺布电导率高。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学院西安光学精密机械研究所

成果简介：石英光纤传像纤具有可绕性好、灵活度高、生物兼容性好等特点，在医学诊疗、内窥成像等方面都具有重要应用。自主研制的高分辨石英传像束性能指标达到国外同类产品水平，打破了高分辨石英传像束长期依赖日本藤仓进口的局面，为我国医疗器材的国产化提供了保障，解决了高分辨石英传像束组束及无缺陷拉丝等技术难题。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学院西安光学精密机械研究所

成果简介：单模光纤制备出的法布里-泊罗干涉探针，端面功能化贴附环氧树脂、氧化石墨烯功能层，活化基团后沉积B-环状糊精，能够在光通信波段通过监测光谱中干涉峰的波长变化，快速检测样本溶液中胆固醇的浓度。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学院西安光学精密机械研究所

成果简介：长波红外硫系玻璃光纤，透过范围2~12μm,最低损耗~0.2dB/m,覆盖了大气3~5μm和8~12μm两个高透窗口，包含了红外热成像、高温目标特征光谱、分子振动指纹光谱等谱段。该光纤和传像束可应用于远红外被动探测成像、多光谱成像、医疗、生物传感、环境监测等领域。