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| 美國學(xué)者利用廢棄農作物成功合成石墨烯材料 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-09 09:42:33 瀏覽次數： |
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 （中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）石墨烯也可以從農業(yè)殘留物中提煉得到？南達科他州大學(xué)的研究組將這一猜想變成了現實(shí)，并代替活性炭作為超級電容器電極的涂覆材料。除此之外，此舉還有一系列額外價(jià)值。
南達科他州大學(xué)（SDSU）的研究人員通過(guò)熱解過(guò)程實(shí)現了植物材料向生物油及生物炭的轉化，而這些生物油及生物炭進(jìn)一步可轉化成石墨烯，這些植物材料有玉米秸稈，原生草，干燥酒糟的固體（DDGS）等。
自然，最終得到的石墨烯產(chǎn)品很大程度上比農業(yè)殘留物更有價(jià)值。SDSU大學(xué)農業(yè)和生物工程系助理教授Zhengrong Gu指出，熱解過(guò)程可將植物材料轉化成生物炭和生物油，而對生物油進(jìn)一步加工則可獲得生物燃料。
Gu提到的要轉化成石墨烯的生物炭是一種木炭狀材料。超級電容器通常被用于存儲能量，雖然電容器是由小型發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)和運轉的，但它擁有非常高的能量?jì)Υ婺芰?、更快的充放電速率，同時(shí)，超級電容器能夠承受低溫，這是傳統電池所不能媲美的。一般人們使用活性炭來(lái)涂覆超級電容器的電極，而活性炭?jì)r(jià)格昂貴，不過(guò)石墨烯有望代替它作為電極涂覆材料。
美國主要通過(guò)向日本、中國和泰國等亞洲國家進(jìn)口大量的活性炭來(lái)制備超級電容器。“我們可以利用這些豐富的農業(yè)資源作為生物燃料，以減少我們對石油的依賴(lài)，與此同時(shí)，生產(chǎn)更好的活性炭用于出口”Gu說(shuō)。
他估測約2.2磅的石墨烯價(jià)值1000美元。而1磅DDGS的成本大約是7.5-9美分，這大約可換7盎司的石墨烯。“這是該產(chǎn)品的增值之處，”Gu說(shuō)， “我們可以將農業(yè)殘留物轉化成容易出貨的、價(jià)值更高的產(chǎn)品。
將玉米秸稈或DDGS轉化成生物炭后，再把催化劑與生物炭混合加熱到1292°F，并持續一小時(shí)。最終得到的產(chǎn)品即為多孔石墨烯。“這是一個(gè)一步到位的過(guò)程，” Gu說(shuō)道。他預測包括原料在內，生產(chǎn)1磅的石墨烯耗資約1.36美元。此外，使用原生草的大藍莖為原料還能節省更多的原料。
另外Gu還補充到，SDSU已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的等離子處理技術(shù)，他希望能將此技術(shù)用于生物炭向石墨烯的轉化，因為這將使反應所需溫度降至302°F，所需時(shí)間降到5分鐘。這樣來(lái)看，反應成本還會(huì )降低。
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