快科技2月11日消息，据媒体报道，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院费维栋、王黎东教授团队与空间环境与物质科学研究院盛捷副研究员团队合作，在碳纤维废弃物高效、高值化回收利用领域取得重要突破。
随着碳纤维增强环氧树脂复合材料在航空航天、风电等产业的广泛应用，其生产废料与报废制品持续增加，如何实现绿色、低能耗的升级回收，已成为行业亟待解决的关键难题。
研究团队创新性地采用镁粉与碳酸钙粉末作为反应介质，基于自蔓延高温合成技术，在固态火焰中实现对碳纤维废弃物的快速升级转化。
该方法可处理碳纤维边角料、预浸料及复合材料等多种形态的废弃物，成功将其转化为石墨烯接枝碳纤维和石墨烯粉末。所得产物在增强石墨材料、电磁干扰屏蔽等功能应用中展现出优异潜力。
微观结构分析表明，产物中石墨烯与碳纤维界面形成了稳定的C–C共价键，实现高强度结合，其增强效果甚至优于原始碳纤维。
机理研究进一步揭示，镁在固态火焰反应中通过电子转移效应，显著弱化环氧树脂分解中间体中芳基–氧键的键能，促进C–O键断裂与C–C键互联，从而驱动环氧树脂向石墨烯的结构转化，并诱导石墨烯在碳纤维表面缺陷位点原位接枝。
与传统热解回收或焚烧工艺相比，该固态火焰升级回收技术不仅实现了材料性能的提升，还显著降低了全球变暖潜能值与累积能源需求，为碳纤维废弃物的资源化利用提供了兼具经济性与环保性的新路径。
