爱游戏-美国莱斯大学发现沥青转化石墨烯的合成工艺 

美国莱斯年夜学的材料科学和纳米工程助理研究传授拉赫曼与他的合作者，经由过程怪异的闪光焦耳加热法（FJH）工艺，将富含碳元素的沥青废物转化为有效且高价值的石墨烯。

闪光焦耳改变方式的论文11月18日颁发在《科学》杂志上，取得美国空军科学研究办公室、美国陆兵工程兵团和美国国度尝试室的帮助撑持。

论文提到，石油原油在精辟进程会发生年夜量的沥青质，今朝估量全球年夜约有1至2万亿桶。但沥青在处置和出产进程中会带来复杂的问题，一般都被看成燃料再操纵，或被抛弃到尾矿池（矿渣堆）、垃圾掩埋场和酿成柏油路，但抛弃和燃烧处置不妥轻易造成情况粉碎。

研究人员用闪光焦耳加热法（FJH），将低价值的沥青转化为高价值的衍生品—闪光石墨烯（AFG）。这类方式可以或许在1秒摆布出产出闪光石墨烯（几层石墨烯叠加），削减了很多能量和二氧化碳的耗损。

闪光焦耳加热法（FJH）是在两个铜电极之间的石英管内，顺次利用185V、250V、250V和370V电压、频率为1000Hz的可变脉冲对沥青质进行电击，发生出近3000度的极高温，让沥青质改变成AFG。

为了测试其机械性质，研究人员将环氧树脂和1 wt%（重量百分浓度）、3 wt%、5 wt%的AFG进行夹杂，并与纯AFG进行拉伸强度、杨氏模量和韧性的机械机能进行比力。成果显示，环氧树脂和1%的AFG夹杂表示出来的机械性最为杰出，由于拉伸强度增添了37%，杨氏模量增添了12%，韧性增添了75%。

别的，他们为了不雅察环氧树脂-AFG纳米复合材料的热性质，用白光射进纯环氧树脂和环氧树脂-AFG奈米复合材料，并用热红外（IR）相机不雅测材料温度上升环境。

成果显示，纯环氧树脂的感应热集中在较小的区域，且温度上升比力多，但环氧树脂-AFG纳米复合材料热感应比力分离，温度也上升比力小。他们还发现，AFG含量越高温度上升越少，这也证实环氧树脂-AFG纳米复合材料热传导，比纯环氧树脂来得更好。

研究人员还将环氧树脂-AFG做耐侵蚀测试，他们将其包裹在低碳钢（MS）上作为侵蚀庇护层，发现环氧树脂-AFG中AFG含量10 wt%比纯环氧树脂和其它wt%的纳米复合材料庇护结果更好。

最后，他们利用环氧树脂-AFG奈米复合材料去做3D打印，打印出来的制品放置室温48小时，且将物体延续加热1小时至130°C都不变形，实验成果相当做功。

实验证实，与一般的纯环氧树脂聚合物比拟，环氧树脂-AFG纳米复合材料具有优良的机械、热传导和耐侵蚀性，且能作为3D打印材料。

与拉赫曼一路工作的萨迪将石墨烯夹杂到复合材猜中，然后夹杂到用于3D打印机的聚合物墨水中。他对莱斯年夜学新闻室暗示，“我们已优化了其3D打印墨水，证实它是可打印的。”

别的，在沥青质利用FJH工艺出产AFG的进程中，发生的污染较少，且出产出的高价值同素异形体石墨烯可利用到工业上。

拉赫曼对莱斯年夜学新闻室暗示，“沥青质今朝是石油行业的一浩劫题，我认为石油行业会对此很感爱好，由于这是一种可延续的方式，可以削减燃烧沥青质发生的碳排放。”

别的，该尝试陈述的化学家詹姆斯？图尔团队认为，闪光焦耳加热法对沥青质的处置方式与对其它原料（包罗塑料、电子垃圾、轮胎、煤粉煤灰、汽车零件）处置起来一样有用，研究人员下一步将用这些石墨烯制造更多工具。来历：复材指闻