Cendres pyrolysées transformées en graphène pour améliorer le béton, d’autres composés – Technoguide

Les cendres de plastique pyrolysées sont sans valeur, mais peut-être pas pour longtemps.

Les scientifiques de l’Université Rice se sont tournés vers le chauffage Joule du matériau, un sous-produit des processus de recyclage du plastique. Une forte secousse d’énergie le transforme en graphène.

La technique du laboratoire du chimiste du riz James Tour produit des flocons de graphène turbostratiques qui peuvent être directement ajoutés à d’autres substances comme des films d’alcool polyvinylique (PVA) qui résistent mieux à l’eau dans les emballages et à la pâte de ciment et au béton, augmentant considérablement leur résistance à la compression.

La recherche apparaît dans la revue Carbon.

À l’instar du procédé flash graphène que le laboratoire a introduit en 2019, les cendres pyrolysées se transforment en graphène turbostratique. Cela a des interactions attractives plus faibles entre les flocons, ce qui facilite leur mélange en solutions.

En octobre dernier, le laboratoire du Tour a rendu compte d’un processus de conversion des déchets plastiques en graphène. Le nouveau procédé est encore plus spécifique, transformant le plastique qui n’est pas récupéré par recyclage en un produit utile.

«Ce travail améliore l’économie circulaire des plastiques», a déclaré Tour. «Tant de déchets plastiques sont soumis à la pyrolyse dans le but de les reconvertir en monomères et en huiles. Les monomères sont utilisés dans la repolymérisation pour fabriquer de nouveaux plastiques, et les huiles sont utilisées dans diverses autres applications. Mais il reste toujours un reste 10% à 20% de cendres sans valeur et généralement envoyées aux décharges.

“Nous pouvons désormais convertir ces cendres en graphène flash qui peut être utilisé pour améliorer la résistance d’autres plastiques et matériaux de construction”, a-t-il déclaré.

La pyrolyse consiste à chauffer un matériau pour le décomposer sans le brûler. Les produits en plastique recyclé pyrolysé comprennent des gaz riches en énergie, des mazouts, des cires, du naphta et des monomères vierges à partir desquels un nouveau plastique peut être produit.

Mais le reste – environ 50 000 tonnes métriques aux États-Unis par an – est jeté.

“Les recycleurs ne réalisent pas de gros bénéfices en raison des prix bas du pétrole, de sorte qu’environ 15% seulement du plastique est recyclé”, a déclaré Kevin Wyss, étudiant diplômé de Rice, auteur principal de l’étude. “Je voulais combattre ces deux problèmes.”

Les chercheurs ont mené une paire d’expériences pour tester les cendres flashées, en mélangeant d’abord le graphène résultant avec du PVA, un polymère biocompatible à l’étude pour des applications médicales, des membranes d’électrolyte polymère pour piles à combustible et des emballages respectueux de l’environnement. Il a été freiné par les mauvaises propriétés mécaniques du matériau de base et sa vulnérabilité à l’eau.

L’ajout d’aussi peu que 0,1% de graphène augmente la quantité de contrainte que le composite PVA peut supporter avant l’échec jusqu’à 30%, ont-ils rapporté. Il améliore également considérablement la résistance du matériau à la perméabilité à l’eau.

Dans la deuxième expérience, ils ont observé des augmentations significatives de la résistance à la compression en ajoutant du graphène à partir de cendres au ciment Portland et au béton. Un béton plus solide signifie que moins de béton doit être utilisé dans les structures et les routes. Cela réduit la consommation d’énergie et réduit les polluants de sa fabrication.

La National Science Foundation, le Air Force Office of Scientific Research et le Department of Energy ont soutenu la recherche.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université Rice. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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