天然石墨是富碳有机物在高温高压地质环境长期作用下转变形成的一种非金属矿物。天然石墨具有导热、导电、耐高温、耐腐蚀和防辐射等诸多优点，已广泛应用于热管理、电池制造和核能等众多领域。除结晶形态外，矿物纯度即固定碳含量是影响天然石墨应用的一个重要因素，而从高品质天然石墨矿物中分离出杂质难度较大。如何高效地提纯天然石墨矿物，以及提纯后的天然石墨有哪些材料化利用途径及先进应用，均为研究人员所关心的问题。

近日，中国地质大学（北京）吴小文教授课题组联合湖南大学刘洪波教授课题组和清华大学康飞宇教授课题组在《新型炭材料（中英文）》(New Carbon Materials)上发表了题为，“Recent progress in the research and development of natural graphite for use in thermal management, battery electrodes and the nuclear industry”的综述文章。文章从天然石墨的类型和矿物资源储量出发，介绍了一些传统的提纯工艺和获得高纯度石墨的新方法（图1）。文中指出，在天然石墨提纯过程中，少量存在石墨层间的杂质（尤其是B元素）难以被去除，这将严重影响石墨制品的性能。针对这类问题，团队研究发现，在各温区通入适当的反应气体可以有效去除这些杂质。例如，为抑制高温下B₄C的生成，可以在该温区加入低沸点的氟化物。此外，文章还重点综述了天然石墨特别是微晶石墨在热管理、电池制造和核能等能源利用领域的最新研究进展。并预测，实现高纯石墨的高效生产以及开发微晶石墨的高端应用将是未来研究和生产活动的重要组成部分。

图1 图片摘要

New Carbon Materials文章信息

DUAN Sheng-zhi, WU Xiao-wen, WANG Yi-fan, FENG Jian, HOU Shi-yu, HUANG Zheng-hong, SHEN Ke, CHEN Yu-xi, LIU Hong-bo, KANG Fei-yu. Recent progress in the research and development of natural graphite for use in thermal management, battery electrodes and the nuclear industry. New Carbon Mater., 2023, 38(1): 73-95.

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阅读原文链接：

http://xxtcl.sxicc.ac.cn/cn/article/doi/10.1016/S1872-5805(23)60717-6