塑料废弃物污染是21世纪最为紧迫的环境问题之一,但大部分进入填埋场和海洋,严重威胁人类的生态环境和生命健康。石墨烯作为新型的二维碳材料,其制备方法主要通过剥离石墨获得,该过程需要大量的溶剂、机械剪切力和电化学处理等,产率较低,成本较高,限制了其应用。美国莱斯大学 James M. Tour 教授课题组通过廉价的焦耳热闪蒸技术可将任何碳源,无论是炭黑、石油沥青、煤炭、轮胎还是塑料垃圾,统统在不到100毫秒的时间内变成克级石墨烯,实现了“变废为宝”。进一步观察了闪蒸石墨烯的形貌又在2020年9月10日发表了一篇《ACS Nano》。
2020年10月29日,James M. Tour 教授课题组再发力,提出一种回收塑料废弃物的方法,实验室并没有像原来那样用直流电来提高碳源的温度,而是首先使塑料废料暴露于大约8秒钟的高强度交流电中,然后直流震荡,通过快速焦耳热技术将废弃物变成具有涡轮层的闪蒸石墨烯(FG)外,还会产生碳低聚物、氢等,处理每吨塑料废弃物约125美元(约848元人民币)的电力成本,同时可以获得180千克高质量石墨烯,具有明显经济优势。一举两得,同时解决了“废塑料回收难”、“石墨烯制备成本高”两大难题。相关工作以“Flash Graphene from Plastic Waste”为题发表在《ACS Nano》。