石墨烯是已知的最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎完全透明，质轻且具有良好的柔韧性和超强的导电、导热性，在微电子、光电子和新材料等高技术军事领域有巨大的应用潜能。现有的石墨烯规模化制备方法主要有氧化还原法和化学气相沉积法，氧化还原法需要将石墨烯先氧化，破坏了石墨烯的结构，后期还原也不能很好的改善，牺牲了石墨烯的优异性能；常规化学气相沉积法只能在催化剂表面长一层石墨烯，产量极低，虽然质量很高，但是没办法大量制备获得粉体。要真正实现石墨烯这一未来理想材料的大规模高性能工商业应用，新的能更好地兼顾石墨烯产量和结晶质量的制备方法和思路目前依然有待进一步开发和研究应用。本项目将天然气（主要是甲烷）通过曝气装置通入装有液态金属催化剂（熔融状态的铜）的容器底部，随后甲烷气体以小气泡的形式上浮，在上浮过程中裂解生成氢气和固态的石墨烯，在气流的作用下氢气和石墨烯进入收集装置进行分离。基于该技术方法，既能获得大量石墨烯粉体，又能兼顾石墨烯的高质量。另外本方法还有以下优点：原料来源广泛，可以使用管道天然气做为原料；反应过程简单并且绿色环保，没有使用有毒有害的原料，也无有毒有害的产物生成；所有的反应产物都能收集利用，甲烷中的碳以石墨烯的形式收集，因此没有温室气体二氧化碳的排放，真正实现了零排放；催化剂为液态的金属，不存在催化剂失活的问题，利于大规模长时间的连续生产。 【展开】 【收起】