[发明专利]以低碳足迹生产的碳纳米材料用于生产具有低CO2

说明书

将低碳足迹材料用来降低对于生产高碳足迹物质的二氧化碳的排放。形成复合材料的方法包括：提供第一高碳足迹物质；提供碳纳米材料，其在生产1单位重量的碳纳米材料期间，以小于10单位重量的二氧化碳(CO₂)排放的碳足迹生产；以及形成包含高碳足迹物质和0.001wt％至25wt％所述碳纳米材料的复合材料，其中所述碳纳米材料均匀地分散在所述复合材料中，从而相对于所述高碳足迹物质，减少用于生产所述复合材料的二氧化碳排放。

相关申请的交叉引用

本发明申请主张2018年10月29日提交的题目为“使用C2CNT碳纳米管-复合材料的大规模放大的碳循环GHG CO₂脱除”的美国临时专利申请序列号No.62/752，124和2019年8月23日提交的标题为“使用C2CNT碳纳米管-复合材料的大规模放大的碳循环GHG CO₂脱除”的美国临时专利申请序列号No.62/890,719的优先权，以上专利申请的全部内容作为参考并入本文。

技术领域

本发明涉及以低碳足迹生产的碳纳米材料用于生产具有低CO₂排放的复合材料的用途以及相关方法。

背景技术

结构材料，如水泥、金属等用于多种应用和行业。例如，水泥和金属对于房屋、桥梁和道路建筑业是有用的；并且金属对于车辆以及工业和消费品器具的生产是有用的。适合于具体应用的结构材料可能需要特定机械强度及其它物理性质，这可能对给定建设项目或产品造成设计和成本限制。结构材料的普遍使用是全球二氧化碳排放和气候变化的主要原因之一。结构材料的添加剂可以形成具有改善的，所期望的性质的复合材料、合金或混合物，层压物、绝缘体或石膏板(drywall)可以形成具有改善的，所期望的性质的复合材料、合金或混合物。

通常期望通过添加剂形成具有改善的，所期望的性质的复合材料、合金或混合物来提高结构材料的性质。所期望的性质的实例包括拉伸、压缩和抗弯强度以及耐久性。以类似的方式，其它材料，如导电体、玻璃、陶瓷、纸、树脂、聚合物或塑料、层压纸板、绝缘体或石膏板的添加剂可以形成具有改善的，所期望的性质的复合材料、合金或混合物。所期望的性质的实例包括电导率或绝缘性、导热率或隔热性、小体积或重量、抗断裂性、柔韧性和强度。

形成具有提高的所期望的性质的复合材料的添加剂还可以具有以下缺陷，其包括技术复杂性，形成复合材料的这种复杂性、在添加剂中缺少所期望的性质或添加剂的不均匀性，或者扩展的复杂性，或者添加剂的缺乏使得综合成本不可行，以及在它们的生产中有助于全球二氧化碳排放和气候变化的高二氧化碳排放。此外，原结构材料或导电体、玻璃、陶瓷、纸、聚合物、树脂塑料、层压纸板、绝缘体或石膏板的生产通常与大碳足迹有关。例如，典型的不锈钢生产具有每生产1吨钢排放6.15吨CO₂的碳足迹。铝生产通常每吨产品排放11.9吨CO₂；钛生产通常每吨产品排放8.1吨CO₂；镁生产通常每吨产品排放14吨CO₂并且铜生产通常每吨产品排放5吨CO₂。通常期望形成低碳足迹材料。低碳足迹排放较少的温室气体二氧化碳。二氧化碳有助于气候变化，这具有不利影响，包括全球变暖、海平面上升、干旱、洪水、恶劣天气事件、经济损失、不利的健康影响以及栖息地损失和物种灭绝。

发明内容

本发明公开涉及将高碳足迹物质，如结构材料，如水泥、金属、木材等或导电体、玻璃、陶瓷、纸、聚合物或塑料、层压纸板、绝缘体或石膏板组合以形成具有低碳足迹、易于混合、工业可扩展、经济划算的碳纳米材料的复合材料，从而相对于高碳足迹物质减少用于生产复合材料的二氧化碳排放的方法。