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    用陽光“回收”電子垃圾中的貴金屬,上海師范大學團隊發表最新研究成果前沿科技

    鉆瓜導讀:上海師范大學資源化學教育部重點實驗室李和興和卞振鋒團隊通過“光催化貴金屬溶解”實現報廢電子設備等固體廢棄物中貴金屬的高效綠色回收、變廢為寶。此項成果以題為《SelectiveRecoveryofPreciousMetalsthroughPhotocatalysis》近日在線發表于國際期刊《NatureSustainability》。

    你多久換一部手機?可能經過四年、兩年,或者一年換幾部。而那些被我們淘汰的手機,它們去了哪里?聯合國發布《2020年全球電子廢物監測》,報告稱2019年全球產生了5360萬噸電子垃圾,創下了歷史之最。這些電子設備垃圾如果沒有得到妥善處理會嚴重破壞環境,有毒物質最終還是反噬人類身體,同時造成極大的經濟浪費。不只是手機,為了增加導電效率,大多數的集成電路板上,都要在線腳上添加黃金等貴金屬,如何有效回收這些貴金屬一直是科學家們關注的問題。

    上海師范大學資源化學教育部重點實驗室李和興和卞振鋒團隊通過“光催化貴金屬溶解”實現報廢電子設備等固體廢棄物中貴金屬的高效綠色回收、變廢為寶。此項成果以題為《SelectiveRecoveryofPreciousMetalsthroughPhotocatalysis》近日在線發表于國際期刊《NatureSustainability》。

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    貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬元素,具有良好的物理性能、較高的化學穩定性和較強的耐腐蝕性,被廣泛應用于電子設備、化工催化劑、合金器件等。但貴金屬資源有限,價格昂貴,因此回收貴金屬是國內外的重要產業,市場巨大。

    目前,工業上貴金屬回收主要采用火法和濕法,火法耗時長、能耗大、低含量不適用;濕法涉及使用腐蝕性和有毒的氰化物、王水和硫脲等,環境危害嚴重。迫切需要開發環境友好、低成本且高效的貴金屬溶解新方法。

    在最新研究成果中,團隊將注意力特別轉移到光催化上。它具有直接利用太陽光驅動反應,操作簡單,無二次污染和高效率的優點。在使用光催化技術溶解貴金屬的過程中,團隊考慮了7種貴金屬和5種非貴金屬。整個反應在環保條件下進行,可能需要數小時才能完成。但值得注意的是,它不僅適用于實驗室規模的貴金屬回收,還適用于千克級的CPU板和礦石。

    利用光催化技術,團隊成員首次開發了一種普適性的綠色環保型貴金屬溶解方法。無需強酸、強堿、強腐蝕性溶劑、電化學輔助。可實現各種貴金屬(金、銀、鈀、鉑、釕、銠和銥等)的100%光催化氧化溶解,催化劑和溶劑可以重復使用,且可以進行貴金屬的選擇性溶解,有效減少環境污染并簡化分離過程,適用于電子廢物、汽車尾氣三效催化劑、工業催化劑、廢舊合金器件和礦石等。這是迄今為止世界上最先進、最清潔、最簡便、最廉價的貴金屬回收技術,也有望帶來貴金屬冶煉的顛覆性變革,在光催化理論發展和應用開發方面,具有里程碑意義。

    更令人興奮和前所未有的是,這一方法可以根據目標元素選擇性地溶解貴金屬。成功的核心是光催化。在光催化劑的存在下(在紫外線或可見光照射下),簡單地暴露廢物和溶劑的混合物將溶解貴金屬。整個過程簡單、環保、高效且具有成本效益。從貴金屬提取物中獲得的溶劑可以在下一個溶解反應中重復使用,直到溶劑完全反應為止。

    這是一個不需要強腐蝕性溶劑也不需要電化學輔助的貴金屬溶解方法。這一標志性突破,可能表明一種新穎的貴金屬溶解方法可以應對環境和資源方面的挑戰。團隊希望它不僅具有良好的通用性,而且可以設計成具有獨特的選擇性,真正挖掘出城市中的“隱形金礦”。

    李和興和卞振鋒團隊長期從事光催化技術用于環境污染控制。在溫和條件下,光催化可以產生高反應性自由基,可用于污染物降解、殺菌、分解水產氫、重金屬離子還原等,具有操作簡單、能耗低、無二次污染等優點。

    (來源:東方網教育)

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