新工艺使热解塑料灰转化为石墨烯

化学回收过程中留下的热解塑料灰通常被认为毫无价值，但这种观念很快就会被改变了。莱斯大学的科学家们已经把注意力转向了这种材料的焦耳热效应，这是塑料回收过程的副产品。强烈的能量冲击能够使其迅速转化成石墨烯。

莱斯大学化学家JamesTour实验室的技术可以产生能够直接添加到其他物质中的湍流状石墨烯片，使这些材料可以更好地抵抗包装、水泥浆和混凝土中的水，大幅提高其抗压强度。

就像该实验室在2019年推出的闪光石墨烯工艺一样，热解灰会转化成湍流状石墨烯。这使得薄片之间的吸引力减弱，使它们更容易混合成溶液。去年10月，Tour实验室报告了一种将废塑料转化为石墨烯的工艺。新工艺更为具体，能够将无法通过回收利用的塑料变成有用的产品。

Tour说：“这项工作促进了塑料的循环经济。为了将其转化为单体和油类，很多塑料废弃物都要被热解。单体用于再聚合以制造新的塑料，油类则用于其他各种应用。但总有剩余的10%到20%的热解灰是没有价值的，一般都会被送往垃圾填埋场。现在我们可以将这些灰转化为闪光石墨烯，用于增强其他塑料和建筑材料的强度。”

热解包括加热材料，使其分解而不燃烧。热解回收塑料的产品包括能源丰富的气体、燃料油、蜡、石脑油和可用于生产新塑料的原生单体。但是剩下的部分基本是被丢弃的。

该研究报告的主要作者、莱斯研究生KevinWyss说：“由于油价便宜，回收商的利润并不高，所以只有大约15%的塑料被回收。我想解决这两个问题。”

研究人员进行了两项实验来测试闪灰，首先将得到的石墨烯与PVA混合，PVA是一种生物相容性聚合物，目前正在研究用于医疗应用、燃料电池聚合物电解质膜和环保包装的可能性。由于该材料的机械性能较差和易受水的影响，其发展一直受阻。

研究人员报告称，只要添加0.1%的石墨烯，就能使PVA复合材料在失效前能处理的应变量增加30%。它还能显著提高材料的抗渗水能力。