國際最新研究:汽車廢塑膠巧變石墨烯促進回收利用

論文作者拿著來自垃圾填埋場的報廢的汽車廢塑膠,這些塑膠被回收升級為石墨烯(圖源:萊斯大學部)。 施普林格·自然 供圖

中新網北京5月27日電 (記者 孫自法)施普林格·自然旗下開放獲取專業學術期刊《通訊-工程學》最新發表一篇關于可持續性的論文稱,一項研究能將回收利用的汽車廢塑膠變成石墨烯,并通過一種節能技術將其用于制造新的汽車部件。這項研究結果為全球在用的14億輛乘用車產生的需填埋垃圾,提供了一個潛在處理辦法。

該論文介紹,報廢汽車產生的廢塑膠在全部需填埋塑膠垃圾中占了1萬億千克,平均每輛車有200-350千克塑膠。出于各種原因,這類材料很難被再利用。比如,這些材料中有很多都是工程改造塑膠,無法回收利用;而且傳統回收方式需要將不同類型的塑膠進行分離,回收成本高昂。

近期有研究顯示,將廢塑膠變成石墨烯是可行的,石墨烯是一種寶貴材料(每噸價值6萬-20萬美元),具有高導電性和較高的熱穩定性、化學穩定性等實用特性。這一過程或許是將汽車塑膠回收變成石墨烯的可行手段。石墨烯有時也會作為部分汽車塑膠的添加劑,提高強度和噪音吸收率。

論文通訊作者、美國萊斯大學部詹姆斯·圖爾(James Tour)和同事對利用名為焦耳熱閃蒸(flash Joule heating)的節能技術進行演示,將二手車塑膠轉換成高質量石墨烯。該技術使用電流加熱碳,將其變成石墨烯,只需使用低成本設施,且無需對塑膠進行分離或分類,也無需溶劑、熔爐或水。

論文作者將福特F-150皮卡的保險杠、墊片、地毯、墊子、座椅、門框壓條一起粉碎,演示了這個過程的一般步驟。他們又用回收得到的石墨烯增強了新的車用塑膠,并發現其性能與福特新投產的含石墨烯的塑膠復合材料的性能相當。他們隨后又對這種從廢物中回收的石墨烯/塑膠復合材料再次使用焦耳熱閃蒸技術加熱,產生了更多的石墨烯。

此外,論文作者還發現,相比傳統的石墨烯生產方式,焦耳熱閃蒸技術在能源需求、全球變暖作用、耗水量方面都更低。他們認為,該項研究或成為朝著更環保石墨烯生產方式的一次進步。(完)

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