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从垃圾到昂贵的石墨烯,可能只需要几毫秒

悦智网  · 公众号  ·  · 2020-03-23 15:30

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正如他们发在《自然》中上的研究,将含碳材料在10毫秒内加热到3000开尔文(约5000华氏度)能制备闪蒸石墨烯。 原材料几乎可以是任何含碳物质,食物残渣、塑料垃圾、石油焦、煤、木屑以及生物炭都是极好的原材料。 Tour还表示,“目前,石墨烯的市场价为每吨67,000到200,000美元,因此,该一技术的前景十分广阔。”
Tour说道,只在粘合混凝土的水泥中加入0.1%的闪蒸石墨烯,就可以将其对环境造成的巨大影响降低三分之一。据报道,每年生产水泥排放的二氧化碳大约占人类排放二氧化碳总量的8%。
这一可量产的过程有望迅速将任何任何含碳物质,转变为大量的石墨烯。图中自左至右,依次是本科实习生Christina Crassas,化学家James Tour,研究生Weiyin Chen 和 Duy Luong。
“利用石墨烯强化混凝土,可以减少建筑中的混凝土用量,并进一步降低混凝土的生产和运输能耗,”Tour补充道,“本质上讲,我们捕获的是填埋的食物残渣而释放的温室气体,包括二氧化碳和甲烷等。我们将那些碳转变为石墨烯并添加进混凝土中,从而降低生产的混凝土造成排放的二氧化碳量。因此使用这种技术生产石墨烯,是一个双赢的环境方案。”
论文的联合作者、莱斯大学土木与环境工程、材料科学和纳米工程副教授Rouzbeh Shahsavari表示,“变废为宝是循环经济的关键。在Tour等研发的技术中,石墨烯作为一种二维材料和强化剂,能调控水泥的水合作用和强度。”他同时也是C-Crete技术公司的总裁。
Tour继续说道,在过去,“石墨烯因价格昂贵,无法实现上述应用。 闪蒸过程不仅帮助我们改善垃圾处理,同时还大幅降低生产成本。 利用这一方法能将碳固定,防止这些碳再次进入大气。
这一加工技术与莱斯大学最近宣布的“创造零排放未来”的倡议非常吻合,该倡议呼吁重新利用油气中的碳氢化合物生产氢气和固体碳,从而实现二氧化碳的零排放。闪蒸石墨烯过程能够将固体碳转变为石墨烯,并用于制造混凝土、沥青、建筑、汽车和服装等行业。”

新方法的发现






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