作者:宁国宏等 来源:《自然—通讯》 发布时间:2023/1/1 15:40:51
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研究制备用于回收复杂废液中痕量黄金的暨南材料

 

近日,暨南大学化学与材料学院宁国宏/李丹教授团队首次报道通过碳碳双键链接的金属有机框架(MOF)材料(简称JNM,暨南材料)。相关研究发表于Nature Communications。该论文第一作者为暨南大学罗杰博士,通讯作者为宁国宏教授和李丹教授。

黄金作为一种贵金属深受人们喜爱,在催化、抗癌、抗菌、电子产品等领域更有着广泛的应用。目前黄金的主要来源是通过金矿开采和冶炼,采矿往往伴随着高耗能,高污染。每年用于电子产品的黄金高达300吨,随着电子产品更新迭代速度加快,黄金的需求量不断升高。除此之外,也产生了很多电子垃圾,每一吨电子垃圾中含有200-350克的金,这比金矿的含量高得多。因此,如何高效的从废弃物中回收金对经济可持续发展有着重要意义。

宁国宏/李丹团队一直致力于动态共价键链接的金属有机框架材料的研究。在之前工作的基础上,他们选用具有C3对称性的银三核Ag3L32,2,2-(苯-1,3,5-三基)三乙腈通过Knovengel反应制备了碳碳双键链接的Ag(I)-MOF JNM-100,再通过肟基化后修饰制备JNM-100-AO。这是首次报道通过碳碳双键链接的MOF材料。

研究人员以JNM作为吸附剂,详细研究了材料对于水溶液中[AuCl4]-的吸附性能,包括最大吸附量、吸附动力学、吸脱附循环和吸附选择性。在随着金离子初始浓度的增高,JNM对于金的吸附量也增大,在1000 ppmJNM-100-AO对金的最大吸附量达到954 mg g-1,超过了大多数已经报道的MOF材料。

此外,JNM也表现出良好的循环吸附性能,在酸性硫脲的作用下,JNM能够进行5次循环吸附且保持较高吸附率。在高浓度干扰离子的存在下,JNM也能对金离子保持高选择性的吸附移除。除了在实验室条件下,JNM对金能够高效吸附,在一些复杂体系中,JNM也有非常好的吸附性能。

据介绍,对于CPU废弃物浸出液、生活污水、工业废水和海水中的痕量金,JNM都能很好的回收。例如,JNM能从150 个CPU废弃物中回收0.61g黄金,其纯度高达23.8K。

上述研究得到国家自然科学基金、国家自然科学基金重点项目、广东省重大基础与应用基础计划、广东省自然科学杰出青年基金、广东省国际合作项目、广州市科技计划项目和暨南大学等项目的资助。(来源:中国科学报 朱汉斌)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-022-35467-z

 
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