从煤炭中自动化实验室千克规模的石墨烯生产
Lucas Eddy1,2, Duy Xuan Luong1,2,3, Jacob L Beckham2
1Applied Physics Graduate Program and Smalley-Curl Institute, Rice University, 6100 Main Street, Houston, TX, 77005, USA.
Small methods
|November 27, 2023
概括
闪光焦耳加热 (FJH) 快速将废煤转化为有价值的石墨烯. 这种自动化系统展示了从炼焦炭中可扩展,环保的石墨烯生产.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 闪光焦耳加热 (FJH) 提供了一种快速的方法,用于将碳质材料转化为石墨烯.
- 使用低价值资源,如煤炭废物,为可持续材料生产提供了机会.
研究的目的:
- 为了展示一个实验室规模的自动Flash Joule加热系统用于石墨烯合成.
- 评估从炼焦炭生产石墨烯的可扩展性和经济可行性.
主要方法:
- 开发了一种自动化的FJH系统,用于加工基于煤的金焦炭 (MC).
- 该系统利用电脉冲宽度调制来实现高效的转换.
- 进行了生命周期评估和技术经济评估以进行比较.
主要成果:
- 在1.5小时内成功地从MC中合成了1.1公斤的流式闪光石墨烯.
- 经过证明的每周期5.7gMC的自动化批量处理.
- 与其他可扩展的石墨烯合成技术进行了比较分析.
结论:
- 自动化FJH是一种可行的方法,可以将煤废物再循环转化为高价值石墨烯.
- 该过程显示了可持续和成本效益高的石墨烯生产的潜力.
- 进一步评估表明,与替代品相比,有利的环境和经济方面.
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