清华大学《Nature》子刊：石墨烯高效回收电子垃圾中的金！

随着电子产品使用的增多，人们在使用完后往往将其直接丢弃，造成电子垃圾的堆积，据报道，全球已产生电子电器废弃物约6300万吨，且在以每年至少100万吨的速度增加，正成为全球性的挑战，金是电子垃圾中最有价值的金属，它是一种软的，金黄色的，抗腐蚀的贵金属。金是较稀有、较珍贵和极被人看重的金属之一。国际上一般黄金都是以盎司为单位，中国古代是以“两”作为黄金单位，是一种非常重要的金属。不仅是用于储备和投资的特殊通货，同时又是首饰业、电子业、现代通讯、航天航空业等部门的重要材料。如果能实现从电子垃圾中回收金，不仅能缓解电子垃圾污染的挑战，也能产生经济效益。然而，制备具有超高金吸附容量和精准选择性的材料仍然是个挑战。

近日，清华大学深圳国际研究生院苏阳教授课题组报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）的材料，其具有超强的金提取能力，在10 ppm浓度时吸附容量达到1850 mg/g。rGO的石墨烯区域和氧化区域共同发挥作用实现优异的金提取性能，石墨烯区域自发地将金离子还原为金属金，氧化区域允许rGO材料的良好分散性，可以实现金离子在石墨烯区域的吸附和还原。通过控制rGO氧化区的质子化，可以实现仅提取金而不被电子垃圾中共存的其他14种金属元素污染。这项研究工作以“Highly efficient and selective extraction of gold by reduced graphene oxide”为题发表在《Nature Communications》上，清华大学博士生李飞为论文第一作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32204-4

图1. 还原氧化石墨烯用于吸附金

图2. 吸附机理研究

图3. 从电子垃圾中选择性提取金

图4. 使用还原氧化石墨烯薄膜连续回收金

综上所述，作者报道了化学还原氧化石墨烯（rGO）材料具有超强的黄金提取能力，在10 ppm金浓度时吸附量达到1850 mg/g（室温），当温度为60 °C时，金吸附容量为9059 mg/g，并且吸附速率很快，也能实现精准选择性吸附。在吸附期间，rGO将95%以上的金离子还原为金属金，避免后吸附处理中需要的洗脱和沉淀过程。此外，金的提取可以选择性地进行，无需吸附在电子垃圾中通常存在的其他14种元素。最后，作者展示了使用rGO膜提取金的高效连续过程。这项研究提供了一个应对全球电子垃圾挑战和黄金资源短缺难题的解决方案。（文：one end）

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