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最新研究：汽车废塑料巧变石墨烯，促进回收利用
来源：中国合成树脂网 2022-05-30 11:59:33
施普林格·自然旗下开放获取专业学术期刊《通讯-工程学》最新发表一篇关于可持续性的论文称，一项研究能将回收利用的汽车废塑料变成石墨烯，并通过一种节能技术将其用于制造新的汽车部件。这项研究结果为全球在用的14亿辆乘用车产生的需填埋垃圾，提供了一个潜在处理办法。
示意图展示了废旧汽车塑料在填埋场被切碎但回收升级为石墨烯的过程 (图源：福特汽车公司和莱斯大学)
该论文介绍，报废汽车产生的废塑料在全部需填埋塑料垃圾中占了1万亿千克，平均每辆车有200-350千克塑料。出于各种原因，这类材料很难被再利用。比如，这些材料中有很多都是工程改造塑料，无法回收利用；而且传统回收方式需要将不同类型的塑料进行分离，回收成本高昂。
近期有研究显示，将废塑料变成石墨烯是可行的，石墨烯是一种宝贵材料(每吨价值6万-20万美元)，具有高导电性和较高的热稳定性、化学稳定性等实用特性。这一过程或许是将汽车塑料回收变成石墨烯的可行手段。石墨烯有时也会作为部分汽车塑料的添加剂，提高强度和噪音吸收率。
论文通讯作者、美国莱斯大学詹姆斯·图尔(james tour)和同事对利用名为焦耳热闪蒸(flash joule heating)的节能技术进行演示，将二手车塑料转换成高质量石墨烯。该技术使用电流加热碳，将其变成石墨烯，只需使用低成本设施，且无需对塑料进行分离或分类，也无需溶剂、熔炉或水。
论文作者将福特f-150皮卡的保险杠、垫片、地毯、垫子、座椅、门框压条一起粉碎，演示了这个过程的一般步骤。他们又用回收得到的石墨烯增强了新的车用塑料，并发现其性能与福特新投产的含石墨烯的塑料复合材料的性能相当。他们随后又对这种从废物中回收的石墨烯/塑料复合材料再次使用焦耳热闪蒸技术加热，产生了更多的石墨烯。
此外，论文作者发现，相比传统的石墨烯生产方式，焦耳热闪蒸技术在能源需求、全球变暖作用、耗水量方面都更低。他们认为，该项研究或成为朝着更环保石墨烯生产方式的一次进步。