世界最清洁最简便最廉价的贵金属回收技术找到了!照照光,手机变“城市金矿”

日期: 2024-06-13 07:05:15|浏览: 80|编号: 73762

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世界最清洁最简便最廉价的贵金属回收技术找到了!照照光,手机变“城市金矿”

你的旧手机去哪了?有了我国和上海科学家发明的这项新技术,它们不仅不会造成环境污染,还能变废为宝,打造一座“金山”。解放日报·上观新闻记者29日获悉,上海师范大学资源化学教育部重点实验室李合兴、卞振峰团队通过“光催化贵金属溶解”技术,实现了报废电子设备等固体废物中贵金属的高效绿色回收利用。这一最新成果在国际顶级期刊《自然》旗下子刊《自然·可持续性》( )上在线发表。

这被认为是迄今为止世界上最先进、最清洁、最简便、最廉价的贵金属回收技术,有望给贵金属冶炼带来颠覆性变革,也是光催化理论发展和应用拓展的里程碑。

联合国《全球电子垃圾监测2020》报告指出,2019年全球产生了5360万吨电子垃圾,创历史新高。这些电子设备垃圾若不妥善处理,将严重破坏环境,有毒物质最终会反噬人体,同时造成巨大的经济浪费。论文第一作者陈耀告诉记者,不仅是手机,大多数集成电路板的针脚中都会加入金等贵金属来增加导电性。如何有效回收这些贵金属一直是科学家们关注的问题。

这些金、银和铂族金属元素具有良好的物理性质、较高的化学稳定性和较强的耐腐蚀性,广泛应用于电子设备、化工催化剂、合金装置等。但贵金属资源有限且价格昂贵,因此贵金属回收是国内外的重要产业,市场巨大。目前,贵金属工业回收主要采用热解和水解法。热解法耗时长、耗能大,在低含量时不适用;水解法要使用有腐蚀性和毒性的氰化物、王水和硫脲,对环境有严重的危害。因此,迫切需要开发新的环境友好、低成本、高效的贵金属溶解方法。

在最新研究成果中,上海师范大学化学与材料科学学院团队将目光聚焦在光催化上。它直接利用阳光驱动反应,操作简单,具有无二次污染、效率高的优势。在利用光催化技术溶解贵金属的过程中,团队考虑了7种贵金属和5种非贵金属。整个反应在环保条件下进行,需要几个小时才能完成。但值得注意的是,它不仅适用于实验室规模的贵金属回收,也适用于公斤级的CPU板和矿石。

利用光催化技术,团队成员首次研发出一种通用的绿色环保贵金属溶解方法。无需强酸、强碱、强腐蚀性溶剂或电化学辅助,即可实现金、银、钯、铂、钌、铑、铱等多种贵金属的100%光催化氧化溶解。而且催化剂和溶剂可重复使用,可选择性溶解贵金属,有效减少环境污染并简化分离过程。适用于电子废弃物、汽车尾气三元催化剂、工业催化剂、废旧合金器件、矿石等。

论文第一作者为陈耀(图2右);通讯作者为中科院北京纳米能源与系统研究所卞振峰教授(图2左)、李合兴教授和王中林院士

值得一提的是,更令人兴奋、前所未有的是,这种方法可以根据目标元素选择性地溶解贵金属。成功的核心是光催化。在光催化剂的作用下,只需将废物和溶剂的混合物通过紫外线或可见光照射,贵金属就会被溶解。“整个过程简单、环保、高效、经济。”陈耀说,“从贵金属提取物中获得的溶剂还可以重复用于下一次溶解反应,直到溶剂完全反应。”

李合兴、边振峰团队长期从事利用光催化技术治理环境污染的研究。在温和条件下,利用光催化进行污染物降解、杀菌、水分解产氢、重金属离子还原等,具有操作简单、能耗低、无二次污染等优势。由于这是一种不需要高腐蚀性溶剂或电化学辅助的贵金属溶解方法,团队希望这一里程碑式的突破不仅具有良好的通用性,还可以设计成具有独特的选择性,真正挖掘出城市里的“隐形金矿”。

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