Ученые превращают пиролизованную золу в графен для улучшения качества бетона и других соединений

Пиролизная зола из пластика ничего не стоит, но, возможно, это не надолго.

Ученые Университета Райс обратили свое внимание на джоулевый нагрев материала, побочный продукт процессов переработки пластмасс. Мощный энергетический импульс превращает его в графен.

Графен из пиролизной золы

Технология лаборатории Университета Райс, созданная химиком Джеймсом Туром, производит турбостратические (неупорядоченно-слоевые) графеновые хлопья, которые могут быть непосредственно добавлены к другим веществам, таким как пленки из поливинилового спирта (PVA), которые лучше противостоят воде в таре, цементному раствору и бетону, значительно увеличивая их прочность на сжатие.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Результаты исследования представлены в журнале Carbon.

Как и в случае с графеном от энергетического импульса, полученного в лаборатории в 2019 году, пиролизная зола превращается в турбостратический графен. Это ослабляет привлекательные взаимодействия между чешуйками, облегчая их смешивание в растворы.

В октябре прошлого года лаборатория "Тур" сообщила о процессе преобразования отходов пластика в графен. Новый процесс еще более специфичен, превращая пластик, который не восстанавливается путем переработки, в полезный продукт.

"Эта работа улучшает циркулярную экономику для пластмасс", - отметили в Тур. " Так много пластмассовых отходов подвергается пиролизу в попытке превратить их обратно в мономеры и масла. Мономеры используются при реполимеризации для производства новых пластмасс, а масла используются во многих других областях. Но всегда остается от 10 до 20 % золы, которая бесполезна и обычно отправляется на полигоны ТБО."

"Теперь мы можем превратить эту золу в графен, который может быть использован для повышения прочности других пластмасс и строительных материалов", - сказал он.

Пиролиз подразумевает нагрев материала для его разрушения без сжигания. Продукты из пиролизованных, переработанных пластмасс включают в себя энергонасыщенные газы, мазут, воск, нефть и чистые мономеры, из которых может быть произведен новый пластик.

Но остальное - а это примерно 50 000 метрических тонн в год в США - выбрасывается.

"Переработчики не получают большой прибыли из-за дешевых цен на нефть, поэтому перерабатывается только около 15% всего пластика", - говорит аспирант Райс Кевин Вайсс, ведущий автор исследования. "Я хотел бороться с обеими этими проблемами".

Исследователи провели пару экспериментов, чтобы протестировать золу, которая образуется в результате смешивания графена с PVA - биосовместимым полимером, исследуемым в медицине, мембранами из полимеров электролитов топливных элементов и экологически чистой упаковкой. Процесс сдерживался низкими механическими свойствами базового материала и его уязвимостью к воздействию воды.

Добавление всего лишь 0,1% графена увеличивает количество деформаций, с которыми может справиться PVA композит до выхода из строя до 30%, сообщили они. Это также значительно повышает устойчивость материала к водопроницаемости.

Во втором эксперименте наблюдалось значительное увеличение прочности на сжатие за счет добавления графена из золы в портландцемент и бетон. Более прочный бетон означает, что меньше бетона необходимо использовать в конструкциях и на дорогах. Это снижает энергопотребление и уменьшает выбросы загрязняющих веществ при его производстве. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet