闪蒸

本研究提出了一种创新的塑料废弃物热解灰（PA）的高值化利用方法。热解是塑料废弃物（PW）商业化回收的一种方式，但目前面临经济效益挑战，并且在处理过程中会产生高达20%的无价值PA副产品。本文展示了直接将PW衍生的PA转化为高纯度涡轮层状闪蒸石墨烯（tFG）的简便途径。

本研究详细探究了碳黑衍生的闪蒸石墨烯（CBFG）和聚(o-甲氧基苯胺)（POMA）在导电墨水中的协同效应。导电墨水作为电子印刷和传感器制造的关键材料，其性能优化对于推动柔性电子和可穿戴设备的发展具有重要意义。

本研究成功展示了一种科学机器学习（SML）框架，该框架有效地弥合了输入处理参数与预测的闪蒸石墨烯（FG）产率之间的差距。通过系统地运用代理机器学习（ML）模型和多物理场模拟，本研究开发了一种提取物理信息描述符的方法，包括电流衍生属性和模拟温度。这些额外的输入特征在提高最终ML模型的预测精度方面发挥了关键作用，这一点通过特征重要性分析得到了进一步验证。除了模拟温度（TSim.）和电荷密度（CD0），起始材料的选定物理属性也是重要的特征。通过定量分析对模型的可解释性提供了对FJH反应机制的洞见。

本研究深入探讨了 FJH技术在生物质废物转化石墨烯（Flash Graphene, FG）过程中的环境影响，并与传统石墨烯制备方法进行了比较分析。研究通过实验室规模的实验，使用交流（AC-FJH）和直流（DC-FJH）闪蒸焦耳加热系统，将林业和农业残留物（如锯末、小麦秸秆、玉米秸秆和稻草）转化为FG。实验结果表明，从0.2克生物质废物中可制备出约0.02克FG，同时测量了两种过程中的材料使用、能耗和空气污染排放情况，并将数据输入生命周期评估（Life Cycle Assessment, LCA）模型进行分析。

本研究提出了一种通过引入缺陷来增强宿主材料锂离子存储能力的策略。在理解缺陷中的锂离子存储机制方面，构建纯净的缺陷具有重要意义。本文中，研究人员采用FJH技术，在仅1毫秒的时间内成功制备了不含复杂官能团的缺陷石墨烯。该技术制备的FJH还原石墨烯（F-RGO）具有大量缺陷，并且其独特的三维结构网络赋予了其超常的锂离子存储容量。特别是，F-RGO-5在第800个循环周期内达到了2500 mAh/g的最高容量，其三维结构设计使其能够承受高电流和长期循环而不出现严重衰减。在循环过程中，新生成的缺陷和缺陷诱导的锂镀层是容量提升的主要贡献因素，而枝晶的形成则主要导致容量衰减。

本研究成功应用Flash Joule heating（FJH）技术，快速制备了具有高比表面积和优异吸附性能的多孔碳材料。研究结果揭示了烟煤变质程度对多孔碳物理化学性质的影响，尤其是低变质程度烟煤在制备过程中展现出的高挥发分含量，有利于多孔碳孔隙结构的发展。FJH技术以其快速、节能和环保的优势，为多孔碳材料的绿色制备提供了新的策略。

研究还探究了在不同碳酸盐比例和不同闪蒸电压下3D PFG的孔隙结构变化，掌握了FJH过程中分级孔隙结构的可控合成条件。实验和模拟结果表明，3D PFG作为吸附剂，对甲基蓝和甲基橙具有良好的分散性和吸附性能。FJH作为一种环境友好型的合成过程，不仅简化了3D HPG的制备过程，还为煤炭的高附加值利用提供了宝贵的方法。

本研究采用了创新的闪蒸焦耳加热（flash Joule heating, FJH）技术，成功合成了多孔石墨烯辅助的动态钯（Pd）催化剂，该技术通过在数毫秒内产生超高温，促进了碳前体的石墨化和多孔结构形成，为Pd提供了优异的锚定平台。开发的“一体化”系统利用这种多孔石墨烯作为支撑材料，实现了Pd2+离子的均匀锚定和原位还原，促进了氢化反应中Pd1和Pd NPs的协同效应。

在本研究中，研究人员深入探讨了非官能化石墨烯（由闪光焦耳加热技术制备）对果蝇的潜在生物学效应。石墨烯因其独特的理化特性，在生物医学领域显示出广泛的应用潜力，包括作为生物传感器、药物载体、基因传递剂以及在肿瘤细胞成像、癌症治疗和光热应用中的工具。此外，石墨烯在纳米电子学、能源技术和燃料电池等工业领域也显示出巨大的应用前景。