上海交通大学李佳团队提出一种全新的废旧锂电池负极石墨回收策略，实现可原位再生吸附材料制备

研究背景

废锂离子电池废石墨回收面临严峻挑战：2030 年预计将产生 87.39 万吨废石墨，传统火法冶金回收工艺需排放超 320 万吨二氧化碳；湿法冶金结合热处理的修复工艺虽能恢复石墨结构，但现有高值化路径如 Hummers 法制备石墨烯，存在试剂消耗量大、环境影响与经济效益不佳的问题。此外，废石墨经济价值低、回收工艺复杂，导致其高值化再利用研究较为有限。吸附剂路径虽具潜力，但传统石墨烯基吸附剂受强相互作用影响脱附困难，且脱附所用的酸、碱、有机溶剂易破坏材料结构，限制了循环使用与广泛应用，多重困境亟待低成本、环保高效的解决方案。

研究进展

以废旧碳基材料，如石墨等，制备吸附材料已存在许多研究，但目前仍存在成本及批量制造等难题。上海交通大学李佳团队提出机械球磨联合自组装技术，回收废石墨制备吸附剂 OMG17@TiO₂，其对亚甲基蓝、罗丹明 B 吸附容量达 673.67 mg/g 和 966.58 mg/g。

下图是OMG17与OMG17@TiO₂的理化特性，该系列材料具有远高于原始废石墨的比表面积，并具有丰富的微孔结构，为污染物吸附提供了充足的活性位点和储存空间。

从工业化角度评估，高能球磨法以废石墨为原料，工艺简单、污染少、成本低，无需强酸强氧化剂，碳排放和化学品消耗远低于Hummers法。与新兴的液膜电解法相比，在氧含量控制、粒径调控和规模化潜力方面亦具竞争力。因此，该技术路线兼具经济可行性与环境可持续性，为废旧电池资源的高值化回收提供了新范式。

未来展望

本研究发展了一种绿色、高效、低成本的方法，利用机械球磨技术将废旧锂离子电池负极石墨转化为高性能石墨烯基吸附材料OMG17，并通过静电自组装构建OMG17@TiO₂复合材料。该材料兼具高比表面积、丰富孔结构、良好分散性及优异吸附能力，对多种染料表现出远超同类材料的吸附容量。更重要的是，通过引入TiO₂实现原位光催化再生，克服了传统溶剂再生导致的结构破坏与效率衰减问题，显著提升了材料的循环稳定性。所构建的可再生膜系统在实际废水处理中展现出高效去除能力与良好的工程适用性。整体而言，该工作实现了“废物—高值材料—可持续应用”的闭环路径，为碳资源循环利用与环境污染治理提供了兼具科学意义与应用前景的技术方案。

原文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.1015