近日，我院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，工学院副教授张诚与南京工业大学副教授聂政威为共同通讯作者，南京农业大学研究生曲梦龙、南京工业大学研究生郭亚妮、南京农业大学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
