闪光石墨烯岩化废塑料的策略

多亏了ACDC，塑料废料以纯正的石墨烯的形式返回黑色。赖斯大学的科学家将其称为有效利用废塑料的过程，否则将增加地球的环境困境。在这种情况下，莱斯化学家詹姆斯·图尔(James Tour)的实验室修改了其制造闪蒸石墨烯的方法，以增强其将塑料循环利用为石墨烯的能力。

该实验室的研究发表在美国化学学会期刊ACS Nano上。

简而言之，实验室并没有像原始过程中那样用直流电来提高碳源的温度，而是首先使塑料废料暴露于大约八秒钟的高强度交流电中，然后直流摇晃。

产品是高质量的涡轮层石墨烯，一种有价值的可溶物质，可用于增强电子产品，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，用于其他用途。

赖斯研究生和主要作者瓦拉·阿尔戈泽布(Wala Algozeeb)说：“我们在闪蒸过程中产生了大量的氢，这是一种清洁的燃料。”

Tour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了莱斯大学生产的ACDC闪光石墨烯。该工艺有望从塑料废料生产出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。信用：旅游团/水稻大学

“我们在原始论文中证明了塑料可以被转换，但是石墨烯的质量不如我们想要的那样好，”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%的生产塑料被回收了。托尔说，最臭名昭著的是一个在太平洋形成的塑料废物岛，其大小与德克萨斯州相当。

他说：“我们必须处理这个问题。” “还有另一个问题：海洋中将二氧化碳转化为氧气的微生物受到塑料分解产物的阻碍，它们正在逆转这一过程，吸收氧气并将其转化为二氧化碳。这对人类来说确实是有害的。”

Tour指出，快速焦耳转换消除了与回收塑料相关的许多费用，包括需要能量和水的分类和清洁。他说：“与其将塑料回收成价格为每吨2,000美元的颗粒，不如将其升级为具有更高价值的石墨烯。” “既有经济激励，也有环境激励。”

图尔说，尽管塑料原料数量巨大，但石墨烯含量过多不会成为问题。他说：“无论您用碳做什么，一旦从石油，天然气或煤炭中将其吸收到地下，碳都会最终进入二氧化碳循环。” “关于石墨烯的好处是，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，它不会重新进入数百年的碳循环。”

他指出，研究人员正在努力改善其他材料(特别是食物垃圾)的闪速石墨烯工艺。他说：“我们正在努力产生一个良好的脉冲序列，以将食物垃圾转化为非常高质量的石墨烯，并尽可能减少排放。” “我们正在使用机器学习程序来帮助我们知道去哪里。”

这项新的研究遵循了另一篇最近的论文，该论文描述了通过直流焦耳加热从炭黑中产生的闪蒸石墨烯。该论文(也在ACS Nano中)将显微镜和模拟相结合，显示出两种不同的形态：涡轮层石墨烯和起皱的石墨烯片。这项研究描述了重新排列的碳原子将如何以及为什么采用一种形式或另一种形式，并且该比例可以通过调节闪光的持续时间来控制。