當(dāng)前，被稱為“黑色污染”的廢舊輪胎數(shù)量逐年增長(zhǎng)，大量的廢舊輪胎形成了比塑料污染（白色污染）更難處理的黑色污染，它們的合理處置已經(jīng)成為一個(gè)迫切的全球性環(huán)境問(wèn)題。為了解決這個(gè)難題，科學(xué)家香想盡千方百計(jì)，比如說(shuō)萊斯大學(xué)的科學(xué)家們最近就在研究如何更好地將廢棄橡膠輪胎轉(zhuǎn)化成石墨烯，然后再用這些產(chǎn)物去加固混凝土。

萊斯大學(xué)科學(xué)家利用廢舊輪胎制備的渦輪層狀石墨烯

這項(xiàng)研究顯然是有意義的，“石墨烯+混凝土”組合對(duì)環(huán)境的好處也很明顯。化學(xué)家James Tour這么說(shuō)道：“混凝土是世界上生產(chǎn)量最大的材料，僅僅制造它就產(chǎn)生了高達(dá)9%的全球二氧化碳排放量。如果我們能在道路、建筑物和橋梁上少用混凝土，我們就能在一開(kāi)始就消除一些排放物。”

據(jù)悉，Tour和他的同事們?cè)?020年提出的“閃蒸”過(guò)程已經(jīng)被用來(lái)轉(zhuǎn)化食物垃圾、塑料和其他碳源，方法是將它們暴露在電的沖擊下，除去樣品中除碳原子以外的所有物質(zhì)，然后碳原子重新組裝成具有價(jià)值的渦輪層狀石墨烯。這種石墨烯具有錯(cuò)位的層，與直接在石墨上剝落的石墨烯相比更易溶解，這也使得它更易在復(fù)合材料中使用。

不過(guò)橡膠在操作上會(huì)比食品或塑料更具難度，但實(shí)驗(yàn)室通過(guò)使用商用輪胎熱解廢橡膠優(yōu)化了這一過(guò)程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若是對(duì)輪胎中提取的炭黑進(jìn)行閃蒸，大約有70%的材料可轉(zhuǎn)化為石墨烯；若是往橡膠輪胎碎片中摻入炭黑增加導(dǎo)電性，約有47%轉(zhuǎn)化為石墨烯。除碳以外的元素可被排放出來(lái)用于其他用途。

研究人員將微量的輪胎衍生石墨烯與波特蘭水泥混合（輪胎炭黑的重量百分比為0.1%，炭黑和碎輪胎的重量百分比為0.05%），并用于生產(chǎn)混凝土圓柱體。經(jīng)過(guò)七天的養(yǎng)護(hù)測(cè)試，圓柱體的抗壓強(qiáng)度提高了30%以上。28天后科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，0.1 wt%的石墨烯足以使兩種產(chǎn)品的強(qiáng)度增加至少30%。

來(lái)源：phys.org

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