閃光石墨烯巖化廢塑料的策略

多虧了ACDC，塑料廢料以純正的石墨烯的形式返回黑色。賴斯大學的科學家將其稱為有效利用廢塑料的過程，否則將增加地球的環境困境。在這種情況下，萊斯化學家詹姆斯·圖爾(James Tour)的實驗室修改了其制造閃蒸石墨烯的方法，以增強其將塑料循環利用為石墨烯的能力。

該實驗室的研究發表在美國化學學會期刊ACS Nano上。

簡而言之，實驗室并沒有像原始過程中那樣用直流電來提高碳源的溫度，而是首先使塑料廢料暴露于大約八秒鐘的高強度交流電中，然后直流搖晃。

產品是高質量的渦輪層石墨烯，一種有價值的可溶物質，可用于增強電子產品，復合材料，混凝土和其他材料，以及碳低聚物，這些分子可從石墨烯中排出，用于其他用途。

賴斯研究生和主要作者瓦拉·阿爾戈澤布(Wala Algozeeb)說：“我們在閃蒸過程中產生了大量的氫，這是一種清潔的燃料。”

Tour估計，在工業規模上，ACDC工藝可以生產石墨烯，每噸塑料廢料的電費約為125美元。

透射電子顯微鏡圖像顯示了萊斯大學生產的ACDC閃光石墨烯。該工藝有望從塑料廢料生產出高質量的渦輪層石墨烯，可用于增強電子，復合材料，混凝土和其他材料。信用：旅游團/水稻大學

“我們在原始論文中證明了塑料可以被轉換，但是石墨烯的質量不如我們想要的那樣好，”圖爾說。“現在，通過使用不同的電脈沖序列，我們可以看到很大的不同。”

他指出，世界上大多數塑料回收技術都是無效的，只有大約9%的生產塑料被回收了。托爾說，最臭名昭著的是一個在太平洋形成的塑料廢物島，其大小與德克薩斯州相當。

他說：“我們必須處理這個問題。” “還有另一個問題：海洋中將二氧化碳轉化為氧氣的微生物受到塑料分解產物的阻礙，它們正在逆轉這一過程，吸收氧氣并將其轉化為二氧化碳。這對人類來說確實是有害的。”

Tour指出，快速焦耳轉換消除了與回收塑料相關的許多費用，包括需要能量和水的分類和清潔。他說：“與其將塑料回收成價格為每噸2,000美元的顆粒，不如將其升級為具有更高價值的石墨烯。” “既有經濟激勵，也有環境激勵。”

圖爾說，盡管塑料原料數量巨大，但石墨烯含量過多不會成為問題。他說：“無論您用碳做什么，一旦從石油，天然氣或煤炭中將其吸收到地下，碳都會最終進入二氧化碳循環。” “關于石墨烯的好處是，它在許多條件下的生物降解非常緩慢，因此在大多數情況下，它不會重新進入數百年的碳循環。”

他指出，研究人員正在努力改善其他材料(特別是食物垃圾)的閃速石墨烯工藝。他說：“我們正在努力產生一個良好的脈沖序列，以將食物垃圾轉化為非常高質量的石墨烯，并盡可能減少排放。” “我們正在使用機器學習程序來幫助我們知道去哪里。”

這項新的研究遵循了另一篇最近的論文，該論文描述了通過直流焦耳加熱從炭黑中產生的閃蒸石墨烯。該論文(也在ACS Nano中)將顯微鏡和模擬相結合，顯示出兩種不同的形態：渦輪層石墨烯和起皺的石墨烯片。這項研究描述了重新排列的碳原子將如何以及為什么采用一種形式或另一種形式，并且該比例可以通過調節閃光的持續時間來控制。