非平衡碳热冲击上循环:来自复杂复合材料的定制SiC多种类型和新型混合石墨烯的原子精确合成
Jing Wu1, Jiadong Yu1, Beikai Zhang1
1State Key Laboratory of Iron and Steel Industry Environmental Protection, School of Environment, Tsinghua University, Beijing, 100084, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 6, 2025
概括
一种新的碳热冲击 (CTS) 工艺将废弃的风力轮机叶片转化为先进的碳化 (SiC) 和石墨烯材料. 这种超快速的方法可以实现精确的结构控制,用于高价值的回收和可持续的材料创新.
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.
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 退役的风力轮机叶片面临复杂的复合废弃物挑战.
- 目前的回收方法在高价值的回收和精确的结构控制方面扎.
- 不同质的前体,如纤维增强聚合物和泡芯,需要创新的加工.
研究的目的:
- 开发一种转化过程,将复杂的复合废物转化为高价值材料.
- 在材料合成过程中实现精确的原子尺度相位控制.
- 从废弃原料中建立可持续材料创新的新范式.
主要方法:
- 一个单步,超快的碳热冲击 (CTS) 工艺,利用朱尔加热.
- 不分离复合材料的选择性转化为SiC多类型或石墨烯结构.
- 多尺度表征和计算模拟以阐明机制.
主要成果:
- 成功合成了半稳定的6H-SiC和一个独特的混合AB-轮基石烯.
- 在复合材料中实现了特殊的电导率 (1791 S m-1) 和机械增强 (+21.8%).
- 与传统的减少氧化石墨烯相比,表现出更高的性能.
结论:
- 对于非平衡结构,CTS过程提供了精确的原子尺度相位控制.
- 这种方法将关键废物转化为有环境效益的按需功能材料.
- 建立了可持续材料创新和循环经济的途径,降低了运营成本.
