变废为宝！“闪蒸技术”可将报废车塑料变成石墨烯 用于新车制造
来源：财联社 2022-06-03 14:22:10
据报道，在一项最新的研究中，美国莱斯大学（Rice University）和福特研究与创新中心（Ford’s Research and Innovation Center）的研究人员展示了如何利用旧车上的废塑料来制造石墨烯泡沫，然后再将其用于新车。
这项研究推进了一种被称为“焦耳热闪蒸”的技术，莱斯大学团队在2020年首次演示了这种技术，即从食物残渣、塑料和旧轮胎等废物中提取石墨烯。最新的研究成果已于近期发表在了《自然通讯工程》杂志上。
这项技术的原理是，先将这些废料被磨成粉末，然后用高压加热到2027°C到2727°C（3680°F到4940°F）之间。这会迅速将材料中的碳转化为石墨烯薄片，而其他元素则会蒸发成气体，收集起来用于其他工业用途。
研究人员表示，这不仅是一种更便宜制造石墨烯的方法，而且需要的能量也少得多，并可以将那些通常要被填埋或焚化的材料回收利用。在这项新的研究中，莱斯大学的科学家们展示了一种新的循环方式，可以在现实世界中工作。
在看到原始论文后，福特的研究人员联系了莱斯大学实验室，以测试这项技术是否可以用于回收报废汽车产生的混合塑料垃圾。因此，这家汽车公司从旧的F-150皮卡上卸下了4.5公斤塑料碎片，这些塑料碎片来自保险杠、垫圈、地毯、垫子、座椅和车门外壳。重要的是，这些塑料甚至不需要先分类。
莱斯团队首先将材料研磨成细粉末，然后分两步将其闪蒸。首先，用低电流将其加热10至16秒，从而形成高度碳化的塑料材料。只有30%的原始块状物仍然是固体，其中大部分会放气或形成富含碳氢化合物的蜡和油，该团队说这些物质也可以成为有用的工业材料。
接下来，用高电流对碳化的塑料进行闪蒸，将其中85%的塑料转化为石墨烯。其余的部分则以氢气、氧气、氯气、硅和微量金属的形式被排出。
据称，由此产生的石墨烯可以用于许多领域。在这种情况下，莱斯团队把它送回了福特团队，福特团队用它来加固聚氨酯泡沫塑料，聚氨酯泡沫塑料用于隔离车辆的噪音和振动。石墨烯重量仅为0.1%，这种新型聚氨酯泡沫塑料的抗拉强度提高了34%，吸收低频声音的能力提高了25%。
为了真正展示这种循环回收的潜力，这种聚氨酯泡沫塑料的样本随后被送回莱斯大学，在那里，研究人员展示了它也可以被闪蒸成新的石墨烯。这表明该方法在现实世界中真的很有用，可以赋予废弃材料新的生命。
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