物理科技生物学-PHYICA

闪光石墨烯岩石战略王立华塑料垃圾

纳米技术 2022-06-11 23:58:05

莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学实验室用塑料制成的闪光石墨烯始于回收者收到的消费后塑料

然后将其与碳黑混合,通过交流电和DC电的定时脉冲加工成涡轮层状石墨烯

学分:旅行团/莱斯大学 多亏了ACDC,塑料垃圾以原始石墨烯的形式以黑色返回

这就是莱斯大学的科学家所说的有效利用废弃塑料的过程,否则这些塑料会加剧地球的环境灾难

在这种情况下,莱斯化学家詹姆斯·图尔的实验室改进了制造闪光石墨烯的方法,以增强其将塑料回收成石墨烯的能力

该实验室的研究发表在美国化学学会杂志《纳米化学》上

简单地说,实验室不是像最初那样用直流电升高碳源的温度,而是首先将塑料废物暴露在大约8秒钟的高强度交流电下,然后是DC震动

这些产品是高质量的涡轮层状石墨烯,这是一种有价值的可溶性物质,可用于增强电子、复合材料、混凝土和其他材料,以及碳低聚物,这些分子可从石墨烯中排出,用于其他应用

“在我们的闪蒸过程中,我们产生了大量的氢气,这是一种清洁的燃料,”赖斯研究生和主要作者瓦拉·阿尔戈塞布说

图尔估计,在工业规模上,ACDC工艺可以生产石墨烯,每吨塑料废料的电费约为125美元

透射电子显微镜图像显示莱斯大学生产的ACDC闪光石墨烯

该工艺有望从塑料废料中生产高质量的涡轮层石墨烯,可用于增强电子、复合材料、混凝土和其他材料

学分:旅行团/莱斯大学 “我们在原始论文中表明塑料可以转化,但是石墨烯的质量没有我们希望的那么好,”图尔说

“现在,通过使用不同的电脉冲序列,我们可以看到很大的不同

" 他指出,世界上大多数塑料回收技术都是无效的,只有大约9%的塑料被回收

图尔说,最臭名昭著的是太平洋上形成的一个塑料垃圾岛,面积相当于德克萨斯州

“我们必须解决这个问题,”他说

“还有另一个问题:海洋中把二氧化碳转化为氧气的微生物受到塑料分解产物的阻碍,它们逆转了这个过程,把氧气转化为二氧化碳

这对人类非常不利

" 图尔指出,快速焦耳转换消除了许多与回收塑料相关的费用,包括需要能源和水的分类和清洁

他说:“与其将塑料回收成每吨售价2000美元的颗粒,你还不如升级到价值更高的石墨烯。”

“这是一种经济和环境激励

" 图尔说,尽管有大量的塑料原料,但有太多的石墨烯不成问题

“不管你用碳做什么,一旦你把它从石油、天然气或煤中提取出来,它就会进入二氧化碳循环,”他说

“石墨烯的好处在于,它在许多条件下的生物降解非常缓慢,因此在大多数情况下,它不会在数百年内重新进入碳循环

" 他指出,研究人员正在努力改进其他材料的快速石墨烯工艺,特别是对食物垃圾

“我们正在努力产生一个良好的脉冲序列,将食物垃圾转化为尽可能少排放的高质量石墨烯,”他说

“我们正在使用机器学习程序来帮助我们知道去哪里

" 这项新的研究是在另一篇最近的论文之后进行的,该论文描述了通过直流电焦耳加热从炭黑中产生的快速石墨烯的特征

这篇论文,同样发表在《美国化学学会纳米》杂志上,结合显微镜和模拟显示了两种截然不同的形态:涡轮层石墨烯和褶皱石墨烯片

这项研究描述了重新排列的碳原子是如何以及为什么会以这样或那样的形式出现,并且这个比例可以通过调整闪光的持续时间来控制

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