南农团队在固体废弃物高值化利用领域取得新进展

南农团队在固体废弃物高值化利用领域取得新进展

变废为宝，柚子皮升级为石墨烯材料

南报网讯（记者  李花） 柚子皮经过特殊的加工后竟升级成为先进碳材料石墨烯。近日，南京农业大学工学院张诚副教授团队在工程与材料领域著名期刊《Small》（中文名：《小》）、《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》（中文名：《分析与应用热解期刊》）发表论文，揭示柚子皮、农用地膜等固体废弃物“变废为宝”新路径，该项工作将促进固体废弃物高值化利用领域的发展。

将果皮、塑料膜、医用口罩等固体废弃物变废为宝，一直是环境保护、材料科学、农业工程等领域的热门研究方向。可否让这些固体废弃物成为他们常常使用的传感器材料石墨烯？专门研究传感器的张诚副教授团队在实验中萌发了这样的设想。团队在查阅大量文献后获悉，还真有这样的可能性——据文献报道，“激光直写技术”具有将含有碳原子的固体废弃物升级为先进碳材料的潜力。然而，像塑料袋、医用口罩这些主要成分为低熔点高分子（聚烯烃）的固体废弃物，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。

如何破题？实验中，研究者发现，在激光直写过程中引入有机硅（硅烷），不仅阻碍了固体废弃物的烧蚀，而且为石墨烯的形成提供了额外的碳原子，使得这些固体废弃物转化为高附加值的石墨烯类材料，转化率达到38.3%。该团队还联合南京工业大学聂政威副教授团队，通过分子动力学模拟，揭示了该转化过程的化学机制。

张诚说，他们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。其中一部分传感器，已经成功应用于农业环境信号的监测。