研究人员将旧轮胎转化为石墨烯以加强混凝土

莱斯大学的研究人员优化了将旧轮胎中的废橡胶转化为石墨烯的工艺。然后可以使用石墨烯来加强混凝土。研究化学家 James Tour 表示，在混凝土中添加石墨烯的环境效益是显而易见的。

混凝土是世界上生产最多的材料之一，混凝土的生产占世界二氧化碳排放量的 9%。Tour 说，如果我们能够在道路、建筑物和桥梁中使用更少的混凝土，我们就可以从一开始就消除一些二氧化碳。波特兰水泥已经使用回收的轮胎废料作为成分，但石墨烯已被证明可以在分子水平上增强水泥材料，包括混凝土。

每年丢弃的 8 亿条轮胎中，大部分都用作燃料或用作其他用途的地面，其中 16% 的旧轮胎被填埋。将这些垃圾填埋场轮胎中的一小部分回收为石墨烯的能力将使数百万个轮胎无法进入垃圾填埋场。图尔和他的同事们公布了一种在 2020 年使用的“闪蒸”工艺，通过将食物垃圾、塑料和其他碳源暴露在电击中，从样品中去除除碳原子以外的所有物质。

原子重新组装成有价值的乱层石墨烯，其错位层比通过从石墨剥离产生的石墨烯更易溶。更易溶解使石墨烯更容易用于复合材料。研究人员表示，将橡胶转化为石墨烯比食物或塑料更具挑战性，但该过程使用来自轮胎的商业热解废橡胶进行了优化。

轮胎衍生的炭黑、碎橡胶轮胎和商业炭黑的混合物可以闪蒸成石墨烯。由于乱层石墨烯是可溶的，因此很容易将其添加到水泥中以制造更环保的混凝土。在测试中，大约 70% 的轮胎衍生炭黑转化为石墨烯。