研究人员将旧轮胎转化为石墨烯来加强混凝土材料表现

莱斯大学的研究人员已经优化了一种工艺,将旧轮胎的废橡胶转化为石墨烯。这些石墨烯可以用来强化混凝土。研究化学家詹姆斯·图尔表示,在混凝土中加入石墨烯的环境效益是显而易见的。混凝土是世界上生产量最大的材料之一,而生产混凝土所产生的二氧化碳排放量占世界二氧化碳排放量的9%之多。

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如果我们能够在道路、建筑和桥梁中少用混凝土,就能从一开始就消除一部分二氧化碳。波特兰水泥已经使用回收的轮胎废料作为成分,但石墨烯已经被证明可以在分子水平上加强水泥基材料,包括混凝土。

每年被丢弃的8亿条轮胎中,大部分被烧成燃料或磨碎用于其他用途,16%的旧轮胎最终被填埋。如果能够将这些垃圾填埋场的轮胎中的哪怕是一小部分回收为石墨烯,就能让数百万条轮胎不再进入垃圾填埋场。图尔和他的同事们公布了2020年使用的 "电击"过程,将食物垃圾、塑料和其他碳源暴露在电击中,去除样品中除碳原子以外的所有物质,从而将其转化。

这些原子重新组合成有价值的涡轮石墨烯,其错位层比通过石墨剥离产生的石墨烯更易溶解,从而使得石墨烯更容易用于复合材料中。研究人员表示,橡胶比食品或塑料更难转化为石墨烯,但利用轮胎的商业热解废橡胶优化了工艺。

轮胎衍生的炭黑、橡胶轮胎碎屑和商业炭黑的混合物可以被转换成石墨烯。由于这种石墨烯是可溶性的,所以很容易添加到水泥中,以制造更环保的混凝土。在测试中,大约70%的轮胎衍生碳黑可以转化为石墨烯。

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