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废旧轮胎再生新路线:轮胎→石墨烯→混凝土?
2021年04月06日 发布 分类:技术前沿 点击量:66
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当前,被称为“黑色污染”的废旧轮胎数量逐年增长,大量的废旧轮胎形成了比塑料污染(白色污染)更难处理的黑色污染,它们的合理处置已经成为一个迫切的全球性环境问题。为了解决这个难题,科学家香想尽千方百计,比如说莱斯大学的科学家们最近就在研究如何更好地将废弃橡胶轮胎转化成石墨烯,然后再用这些产物去加固混凝土。

莱斯大学科学家利用废旧轮胎制备的涡轮层状石墨烯

这项研究显然是有意义的,“石墨烯+混凝土”组合对环境的好处也很明显。化学家James Tour这么说道:“混凝土是世界上生产量最大的材料,仅仅制造它就产生了高达9%的全球二氧化碳排放量。如果我们能在道路、建筑物和桥梁上少用混凝土,我们就能在一开始就消除一些排放物。”

据悉,Tour和他的同事们在2020年提出的“闪蒸”过程已经被用来转化食物垃圾、塑料和其他碳源,方法是将它们暴露在电的冲击下,除去样品中除碳原子以外的所有物质,然后碳原子重新组装成具有价值的涡轮层状石墨烯。这种石墨烯具有错位的层,与直接在石墨上剥落的石墨烯相比更易溶解,这也使得它更易在复合材料中使用。

不过橡胶在操作上会比食品或塑料更具难度,但实验室通过使用商用轮胎热解废橡胶优化了这一过程。结果发现,若是对轮胎中提取的炭黑进行闪蒸,大约有70%的材料可转化为石墨烯;若是往橡胶轮胎碎片中掺入炭黑增加导电性,约有47%转化为石墨烯。除碳以外的元素可被排放出来用于其他用途。

研究人员将微量的轮胎衍生石墨烯与波特兰水泥混合(轮胎炭黑的重量百分比为0.1%,炭黑和碎轮胎的重量百分比为0.05%),并用于生产混凝土圆柱体。经过七天的养护测试,圆柱体的抗压强度提高了30%以上。28天后科学家发现,0.1 wt%的石墨烯足以使两种产品的强度增加至少30%。

来源:phys.org

粉体圈Coco编译


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