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张诚副教授在固体废弃物高值化利用领域取得新进展

来源: 日期:2024-06-13点击数:

近日,爱游戏体育登入张诚副教授在学术期刊《Small》(IF=13.3,南农A类期刊)发表题为“Upgrading polyolefin plastic waste into multifunctional porous graphene using silicone-assisted direct laser writing”的研究论文。

聚烯烃(polyolefin)类塑料被广泛使用,例如,农用地膜及医用口罩等。然而,废弃塑料也造成了严重的环境污染。将废弃塑料升级为具有高价值的产品,不仅能解决污染问题,还能创造经济价值。根据文献报道,激光直写(DLW)技术具有将废弃塑料升级为先进碳材料的潜力。然而,聚烯烃类塑料在激光作用下极易被烧蚀,成为该领域研究亟待解决的难点问题。

本研究提出一种“有机硅辅助激光直写(SA-DLW)”技术,成功实现了将聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃废弃物转化为高附加值的石墨烯类材料。通过在激光直写过程中引入有机硅,不仅阻碍了聚烯烃的烧蚀,而且为石墨烯的形成提供了额外的碳原子,转化率达到38.3%。通过分子动力学模拟,揭示了该转化过程的化学机制。得到的石墨烯类材料具有优良的性能,可用于超级电容器、温度传感器、光电传感器、湿度传感器及磷酸根传感器等多种能源及电子器件的制备。该项工作将促进固体废弃物高值化利用领域的发展。

图1 本研究示意图

图2 分子动力学模拟揭示该转化过程的化学机制

南京农业大学为本文第一单位,爱游戏体育登入副教授聂政威为共同通讯作者,爱游戏体育登入研究生曲梦龙、爱游戏体育登入研究生郭亚妮、爱游戏体育登入本科生蔡亚瀚为共同第一作者。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202310273

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