莱斯大学最新研究：将沥青转化为可用于复合材料的石墨烯
来源：中国复合材料工业协会 2022-12-12 09:19:52
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原文：http://shenzhen.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-288-12737.html 沥青是原油生产的副产品，是一种有潜力的废料。莱斯大学的科学家们决心通过将富含碳的资源转化为有用的石墨烯来找到它。
莱斯大学图尔实验室材料科学和纳米工程助理研究教授穆罕默德·拉赫曼（Muhammad Rahman）利用快速加热工艺，将沥青立即转化为石墨烯（离散型），并将其混合成复合材料，用于防腐涂料和3D打印。
这一过程充分利用了作为燃料或丢弃到尾矿池和垃圾填埋场燃烧后再利用的材料。若将世界上存储量超过1万亿桶的沥青中的至少一部分用作石墨烯的原料，对环保的贡献可想而知。
图注：莱斯大学的研究人员正在通过将沥青转化为可用于复合材料的石墨烯来实现沥青的“可持续发展”
沥青当中的碳含量已达到70%至80%。莱斯大学图尔实验室将其与约20%的炭黑结合，以增加导电性，并用电脉冲处理，仅一秒钟就可将其转化为石墨烯。原料中的其他元素（包括氢、氮、氧和硫）生成氧化物气体随即排出。目前，该实验室的研究人员正在研究尽量降低炭黑添加量，来达到制备石墨烯的效果，以最大限度地利用沥青。
美国政府一直在向石油行业施加压力，要求他们处理好石油副产物沥青的问题，美国有超过数十亿桶的沥青可用，因此这个项目的意义很大。最初的研究方向是证明沥青用于制造碳纤维的可能性。随着研究的深入，科学家发现可以用快速加热工艺将沥青转化为石墨烯。
研究人员确信，快速加热工艺在沥青上的效果与在其他各种原料上的效果一样，包括塑料、电子垃圾、轮胎、煤灰甚至汽车零部件，这些生产废弃物均可能用于石墨烯的制造。
与拉赫曼（Rahman）和阿贾扬（Ajayan）一起工作的萨阿迪（Saadi）将石墨烯用于制备复合材料，然后混合成3D打印机用的聚合物油墨。该研究团队已经优化了油墨的流变性，以表明其印刷的可行性，并且油墨中的石墨烯含量不超过10%。同时，该研究团队即将对印刷品进行机械测试。
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