只需几毫秒，垃圾变为昂贵的石墨烯

将垃圾转化为石墨烯

莱斯大学化学家James Tour的研究团队研发的一种新方法：能够将一切碳源材料转变为昂贵的石墨烯薄片。此外，这种方法既迅速又便宜。Tour表示，相较于其他石墨烯的生产方式，“闪蒸石墨烯”技术仅需耗费一小部分能源，就可以将一吨煤、食物残渣和塑料转变为石墨烯。

正如他们发在《自然》中上的研究，将含碳材料在10毫秒内加热到3000开尔文(约5000华氏度)能制备闪蒸石墨烯。原材料几乎可以是任何含碳物质，食物残渣、塑料垃圾、石油焦、煤、木屑以及生物炭都是极好的原材料。Tour还表示，“目前，石墨烯的市场价为每吨67,000到200,000美元，因此，该一技术的前景十分广阔。”

图片来源：Jeff Fitlow/Rice University

Tour说道，只在粘合混凝土的水泥中加入0.1%的闪蒸石墨烯，就可以将其对环境造成的巨大影响降低三分之一。据报道，每年生产水泥排放的二氧化碳大约占人类排放二氧化碳总量的8%。

“利用石墨烯强化混凝土，可以减少建筑中的混凝土用量，并进一步降低混凝土的生产和运输能耗，”Tour补充道，“本质上讲，我们捕获的是填埋的食物残渣而释放的温室气体，包括二氧化碳和甲烷等。我们将那些碳转变为石墨烯并添加进混凝土中，从而降低生产的混凝土造成排放的二氧化碳量。因此使用这种技术生产石墨烯，是一个双赢的环境方案。”

这一可量产的过程有望迅速将任何任何含碳物质，转变为大量的石墨烯。图中自左至右，依次是本科实习生Christina Crassas，化学家James Tour，研究生Weiyin Chen 和 Duy Luong。

在过去，“石墨烯因价格昂贵，无法实现上述应用。闪蒸过程不仅帮助我们改善垃圾处理，同时还大幅降低生产成本。利用这一方法能将碳固定，防止这些碳再次进入大气。这一加工技术与莱斯大学最近宣布的“创造零排放未来”的倡议非常吻合，该倡议呼吁重新利用油气中的碳氢化合物生产氢气和固体碳，从而实现二氧化碳的零排放。闪蒸石墨烯过程能够将固体碳转变为石墨烯，并用于制造混凝土、沥青、建筑、汽车和服装等行业。”

美国莱斯大学科学家正利用“闪蒸石墨烯”技术，将垃圾转变为涡轮层石墨烯。

最近由于美国能源部资助的煤炭转变项目的支持，Tour希望在未来两年内每天生产1千克的闪蒸石墨烯。他补充道，“这或能为大量的煤炭提供一种出路，将它们廉价地转变为更高质量的建筑材料。”

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