T/ZSA 166-2023 石墨烯材料 绿色制备指南 第1部分：化学气相沉积法（CVD）

ICS13.020.10

CCS04

团体标准

T/ZSA166-2023

石墨烯材料绿色制备指南第1部分：化

学气相沉积法（CVD）

Guidelinesforgreenproductionofgraphenematerialsandgreenhousegas

emissionaccounting--Part1：Chemicalvapordeposition（CVD）

2023-11-10发布2023-11-11实施

中关村标准化协会发布

I

T/ZSA166-2023

目次

前言....................................................................I

引言...................................................................II

1范围.....................................................................1

2规范性引用文件...........................................................1

3术语和定义...............................................................1

4典型制备工艺.............................................................3

5制备工艺绿色化关键因素分析...............................................3

6温室气体排放核算.........................................................4

6.1核算单元反应过程分析...............................................4

6.2核算步骤...........................................................4

7制备工艺绿色化途径.......................................................5

7.1减量化及资源化途径.................................................5

7.2无害化及再利用途径.................................................6

8绿色制备最佳实践与潜在绿色技术案例.......................................6

8.1基底预处理阶段.....................................................6

8.2薄膜生长阶段.......................................................6

8.3薄膜转移阶段.......................................................7

9碳排放管理与措施.........................................................7

9.1建立温室气体排放台账...............................................7

9.2制定梯度减排目标...................................................7

9.3建立全供应链碳排放管理体系.........................................7

9.4注重碳风险管理与信息披露...........................................7

附录A（资料性）绿色制备最佳实践与潜在技术.................................8

附录B(资料性)温室气体排放核算台账表....................................11

参考文献................................................................12

I

T/ZSA166-2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中关村标准化协会技术委员会提出并归口。

本标准主要起草单位：中关村华清石墨烯产业技术创新联盟、北京现代华清材料科技发展中心、北

京清大际光科技发展有限公司、宁波石墨烯创新中心有限公司、烯旺新材料科技股份有限公司、上汽通

用五菱汽车股份有限公司、济南产研烯金新材料科技有限公司、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、

安徽省石墨烯先进材料工程实验室、南京工业大学、宁波柔碳电子科技有限公司、重庆墨希科技有限公

司、广州特种承压设备检测研究院（国家石墨烯产品质量检验检测中心（广东））。

本标准主要起草人：戴石锋、刘兆平、冯欣悦、蓝先、冷金凤、王俊中、王兰兰、汪伟、史浩飞、

吴鉴、周旭峰、邹惠静、李茂东、周庆波、张涛、邵丽、袁凯杰、李占成、尹宗杰。

I

T/ZSA166-2023

引言

石墨烯材料作为一种涉碳纳米新材料，具有多重优异的本征性质，在新能源、热管理、5G及电子

器件、电力电网、航空航天、轨道交通及汽车、军工装备、体育器材、健康医疗等领域有着广阔的应用

前景。经过10余年的发展，石墨烯在部分应用领域已取得了突破，呈现出良好的发展势头，产业规模

逐年扩大。在“3060双碳”目标的大背景下，石墨烯材料作为新兴技术，不仅需要重视自身发展绿色

化的问题，同时也要思考如何利用自身材料性能优势为其他产业绿色低碳发展提供技术解决方案。

石墨烯材料的制备方法通常分为“自上而下”（Top-Down）和“自下而上”（Bottom-Up）两类，见图

1。其中，自上而下是指以石墨为原材料，采用物理、化学方法得到石墨烯材料，典型代表有微机械剥

离法、液相剥离法、氧化还原法、电化学法等；自下而上是指以碳氢化合物、单晶硅等含有C元素的

材料为原材料，在高温、超真空等环境下制备出石墨烯材料，典型代表有化学气相沉积（CVD）法、

等离子体化学气相沉积（PECVD）法、SiC外延生长法、有机分子合成法、电弧法等。

图1石墨烯材料制备方法

本文件是系列标准，拟由下列几部分构成。本文件随着石墨烯材料其他制备技术的成熟，会增加相

应部分，指导制备技术的绿色化。

——第1部分化学气相沉积法（CVD），

——第2部分还原氧化法，

——第3部分液相剥离法，

——第4部分电弧放电法。

本文件是针对CVD法制备石墨烯薄膜，以国家相关标准为基础，结合石墨烯材料具体的工艺制定。

目前已经发布的国家标准有《绿色产品评价通则》（GB/T33761-2017）、《绿色工厂评价通则》

（GB/T36132-2018）、《行业循环经济实践技术指南编制通则》（GB/T39161-2020）等。

II

T/ZSA166-2023

石墨烯材料绿色制备指南第1部分：化学气相沉积法（CVD）

1范围

本文件梳理了CVD法制备石墨烯薄膜的典型工艺流程，列举了原料、能耗等关键因素的消耗范围，

整理了典型工艺的温室气体排放核算方法，提出了绿色制备途径，推荐了绿色制备最佳实践与潜在技术

和碳减排建议，给出了企业台账的参考模板，对石墨烯薄膜制造过程中的减量化、资源化及再利用、无

害化方面提供了指南。

本文件适用于绿色园区规划、绿色厂房建设、绿色工艺评价、绿色投资决策等。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款，其中注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单位）适用于

本文件。

T/CGIA001-2018石墨烯材料术语和代号

3术语和定义

T/CGIA001-2018界定的及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

石墨烯graphene

每一个碳原子以sp2杂化与三个相邻碳原子键合形成的蜂窝状结构的碳原子单层。

注：它是许多碳材料的构建单元。

3.2

石墨烯材料graphenematerials，GM

由石墨烯（3.1）单独或紧密堆垛而成、层数不超过10层的二维材料及其衍生物。

注1：石墨烯材料包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯。

注2：常见改性方式包括氧化、氢化、氟化、磺化或异质掺杂等。

注3：石墨烯材料的存在形态有：薄膜、粉体、浆料和三维构造体。

注4：层数超过10层的一般称之为石墨。

[GB/T38114-2019,定义3.2]

3.3

石墨烯薄膜graphenefilm

在特定基底表面上生长形成并从基体转移的连续石墨烯材料（3.2）。

1

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3.4

绿色制备greenpreparation

以合理利用资源、节约成本、降低环境污染、保障人体健康与安全为目标，对将原材料转变为产品

的工序和环节进行控制，以达到其工艺绿色性，使得产品制造过程实现减量化、资源化及再利用、无害

化。

注1：减量化是指在生产过程中减少资源和能源的消耗，减少废弃物的产生。

注2：资源化及再利用是指中间产物可以二次销售或者进行循环再利用。

注3：无害化是指避使用或产生有毒有害的物质。

3.5

温室气体greenhousegas

大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、

波长在红外光谱内的辐射的气态成分。

注1：如无特别说明，本标准中的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氯(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、

全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)与三氟化氮(NF3)。本文件中涉及的温室气体主要指甲烷（CH4）。

[来源：GB/T32150—2015，3.1,有修改]

3.6

核算单元accountingunit

从石墨烯材料制备的生命周期考虑，纳入到企业生产系统中温室气体（3.5）核算的、物料往来易

于计量的区块。

3.7

碳源流carbonsourceflow

流入或流出某个核算单元的化石燃料、含碳的原材料、含碳的产品或含碳的废弃物。

3.8

过程排放processemission

在生产、废弃物处理处置等过程中除燃料燃烧之外的物理或化学变化造成的温室气体（3.5）排放。

[来源：GB/T32151.10--2015，3.8]

3.9

排放因子emissionfactor

表征单位生产或消费活动量的温室气体排放的系数。

[来源：GB/T32150--2015，3.13]

3.10

逸散排放Fugitiveemission

因封闭不严或未封闭造成的气体有组织或无组织排放。

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4典型制备工艺

CVD法制备石墨烯薄膜主要包括基底