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厲害了，從廢塑料中提取石墨烯？
【塑料機械網(wǎng) 熱點關注】提到石墨烯，相信大家已經(jīng)不陌生了，我們經(jīng)常能在各種文章中窺見它的身影。石墨烯擁有諸多優(yōu)異性能，如電學、熱血、機械性能等，自誕生至今已經(jīng)在各個領域不斷滲透，石墨烯復合材料更是現(xiàn)在科研競爭十分激烈的領域。
在當前，石墨烯主要有兩種路徑的合成方式。
●自上而下：通過大量的溶劑以及高能混合、剪切、超聲波和電化學處理，剝離石墨。在這過程中，為了促進剝離，將石墨烯進行化學氧化，變成氧化石墨烯，之后再對其還原獲得剝離的石墨烯。
●自下而上：比如采用化學氣相沉積或先進的有機合成方法等。
而在年初的時候，美國萊斯大學James M. Tour教授課題組提出能夠通過廉價的焦耳熱閃蒸技術可將任何碳源——無論是炭黑、石油瀝青、煤炭、輪胎還是塑料垃圾，統(tǒng)統(tǒng)在不到100毫秒的時間內(nèi)變成克級石墨烯，實現(xiàn)“變廢為寶”。
10月29日，James M. Tour教授課題組再發(fā)力，提出了一種回收塑料廢棄物的方法。區(qū)別于以往用直流電來提高碳源的溫度，實驗室采取了使塑料廢料暴露于大約8秒鐘的高強度交流電中，然后直流震蕩的方法，通過快速焦耳熱技術將廢棄物變成具有渦輪層的閃蒸石墨烯(FG)外，還會產(chǎn)生碳低聚物、氫等。
實驗表示總共需要23 kJ的能量才能將1.0 g的混合塑料廢棄物轉(zhuǎn)換為0.18 g的高質(zhì)量石墨烯。也就是說處理每噸塑料廢棄物約125美元(約848元人民幣)的電力成本，可以獲得180千克高質(zhì)量石墨烯，與傳統(tǒng)的物理和化學回收技術相比，這項技術的塑料回收成本具有明顯經(jīng)濟優(yōu)勢。
此外，收集交流電石墨烯制備過程中形成的蠟質(zhì)物質(zhì)，并通過傅里葉變換紅外分析發(fā)現(xiàn)生成的蠟是具有紅外指紋性的低聚物，類似于具有低氧化度的母體塑料。這些低聚物可與石油烴流混合以加工成純塑料，或可用于生產(chǎn)洗滌劑復合材料的添加劑。
就實驗結(jié)果來看，該技術一舉兩得，同時解決了“廢塑料回收難”、“石墨烯制備成本高”兩大難題。相關工作以“Flash Graphene from Plastic Waste”為題發(fā)表在美國化學學會雜志《ACS Nano》上。
雖然目前該技術是否能真正落地還是未知，但是，這無疑為混合廢塑料回收技術發(fā)展打開了新的思路。
本文由塑料機械網(wǎng)整理發(fā)布，部分資料來源：美國化學學會出版物(ACS Publications https://doi.org/10.1021/acsnano.0c06328)，如有侵權(quán)或異議請聯(lián)系我們。
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