莱斯大学的迈克·威廉姆斯 一张透射电子显微镜图像显示了莱斯大学通过用电击从废弃的橡胶轮胎中闪出炭黑而产生的涡轮层石墨烯的层间间距
学分:旅游课题组/莱斯大学 这可能是橡胶真正上路的地方
莱斯大学的科学家优化了一种工艺，将橡胶轮胎中的废物转化为石墨烯，进而用于加固混凝土
化学家詹姆斯·图尔说，在混凝土中加入石墨烯对环境的益处是显而易见的
“混凝土是世界上产量最大的材料，仅仅是制造它就产生了世界上9%的二氧化碳排放，”图尔说
“如果我们能在道路、建筑和桥梁中使用更少的混凝土，我们就能从一开始就消除一些排放物
" 回收的轮胎废料已经被用作波特兰水泥的一种成分，但是石墨烯已经被证明可以在分子水平上增强水泥材料，其中包括混凝土
虽然每年丢弃的8亿个轮胎中的大部分被燃烧作为燃料或者被磨碎用于其他用途，但是其中16%最终被填埋
“回收哪怕是石墨烯的一小部分，也能防止数百万轮胎被填埋，”图尔说
图尔和他的同事在2020年引入的“闪光”过程已经被用来转化食物垃圾、塑料和其他碳源，方法是将它们暴露在一股电流下，去除样品中除碳原子之外的所有物质
莱斯大学的科学家们优化了一种工艺，将废弃轮胎中的橡胶转化为涡轮层闪存石墨烯
石墨烯是高度可溶的，这使得它成为复合材料的理想材料，包括更环保混凝土中的水泥
学分:旅游课题组/莱斯大学 这些原子重新组合成有价值的涡轮层石墨烯，其错位层比石墨剥离形成的石墨烯更易溶解
这使得它更容易用于复合材料
事实证明，橡胶比食品或塑料更难转化成石墨烯，但实验室通过使用商业热解轮胎废橡胶优化了这一过程
图尔说，从废轮胎中提取有用的油后，这种碳残余物到目前为止几乎没有价值
轮胎衍生的炭黑或者碎橡胶轮胎和商业炭黑的混合物可以被闪变成石墨烯
因为涡轮层状石墨烯是可溶的，它可以很容易地添加到水泥中，以制造更环保的混凝土
由混凝土技术公司的图尔和鲁兹贝·沙赫萨瓦里领导的这项研究详细发表在《碳》杂志上
莱斯实验室闪发了轮胎衍生的炭黑，发现大约70%的材料转化为石墨烯
当闪光碎橡胶轮胎与普通炭黑混合以增加导电性时，约47%转化为石墨烯
除碳之外的元素被排放出来用于其他用途
电脉冲持续了300毫秒到1秒
实验室计算出转化过程中使用的电能每吨起始碳大约需要100美元
研究人员混合了微量的轮胎衍生石墨烯——0
1重量/百分比(wt%)的轮胎炭黑和0
05重量%的炭黑和碎轮胎——与波特兰水泥混合，用于生产混凝土圆柱体
固化7天后测试，圆柱体显示出30%或更高的抗压强度
28天后，0
1重量%的石墨烯足以使两种产品的强度增加至少30%
“这种强度的增加部分是由于2D石墨烯的播种效应，以更好地生长水泥水合物产品，部分是由于后期的增强效应，”沙沙瓦里说
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