研究小组将热解灰转化为石墨烯用于改善混凝土和其他化合物

赖斯大学的科学家将注意力转移到了焦耳加热材料上，该材料是塑料回收过程的副产品。强烈的能量震荡将其闪烁成石墨烯。

赖斯化学家詹姆斯·图尔(James Tour)实验室的这项技术生产了涡轮层石墨烯片，可以直接添加到其他物质中，例如聚乙烯醇(PVA)膜，可以更好地抵抗包装，水泥浆和混凝土中的水分，从而大大提高其抗压强度。

像2019年实验室引入的快速石墨烯工艺一样，热解灰变成涡轮层石墨烯。薄片之间的吸引力相互作用较弱，因此更容易将它们混合成溶液。

去年10月，Tour实验室报告了将废塑料转化为石墨烯的工艺。新工艺更加具体，将无法通过回收利用回收的塑料转变为有用的产品。

图尔说：“这项工作增强了塑料的循环经济。” “很多塑料废料都经过热解，以将其转化回单体和油。这些单体用于再聚合以生产新的塑料，并且这些油还用于多种其他应用。但是总会有剩余10%至20%的灰分无价值，通常被运往垃圾填埋场。

他说：“现在我们可以将这些灰转化为闪蒸石墨烯，可以用来增强其他塑料和建筑材料的强度。”

热解涉及加热材料以使其分解而不燃烧。热解后的再生塑料产品包括高能气体，燃料油，蜡，石脑油和纯净单体，可以从中生产新塑料。

但是其余的(每年估计为50,000吨)被丢弃了。

这项研究的主要作者赖斯研究生凯文·怀斯说：“由于廉价的油价，回收商没有获得可观的利润，因此只有大约15%的塑料得到回收。” “我想解决这两个问题。”

研究人员进行了一对实验，测试了飞灰，首先将生成的石墨烯与PVA(一种正在研究用于医疗应用的生物相容性聚合物，燃料电池聚合物电解质膜和环保包装)混合在一起。基材的差的机械性能和对水的脆弱性阻碍了它的发展。

他们报告说，仅添加0.1%的石墨烯会使PVA复合材料在破裂前可以承受的应变量增加多达30%。它还显着提高了材料的透水性。

在第二个实验中，他们观察到通过将灰分中的石墨烯添加到波特兰水泥和混凝土中，抗压强度显着提高。更坚固的混凝土意味着在建筑物和道路上需要使用的混凝土更少。这样可以减少能源消耗并减少制造过程中的污染物。