多孔卟啉聚合物(COP-180)可以从计算机电路板中提取黄金,并生产出纯金块。图|Yeongran Hong
事实上,斯托达特的小组并不是唯一深耕于吸附剂创造的。
很多研究小组都尝试过各种材料,来研发新材料——能够吸收其他物质,可以从电子垃圾中回收贵金属。
但到目前为止,无论从经济效益还是环境保护来说,结果都不尽如人意。
而斯托达特团队的这次尝试,却成功地找到了方法来合成一种多孔聚合物吸附剂。这种吸附剂能够以廉价、清洁和高效的方式从电子垃圾捕捉贵金属。
这项研究涉及到卟啉,它是一种具有环状结构的分子,容易与包括贵金属在内的过渡金属(指元素周期表中d区的一系列金属元素)结合。
研究小队选择了卟啉作为突破口,他们将卟啉的环连接了起来,从而制造了一种名为COP-180的聚合物吸附剂。
斯托达特等人指出,COP-180的结构使得它即使被浸泡在酸性溶液中时,仍然能够保持它的稳定性。
这一点非常重要,因为酸性溶液是用来去除电路板和视频屏幕上的金属的。而COP-180的高孔隙率使它能够吸附大量的贵金属。
COP-180仅需通过两步法合成,在合成四硝基卟啉单体后,再与对苯二胺通过Wohl-Aue偶联反应合成最终产物。无论在氮气还是在空气下,其热稳定性都高达400℃。
在具有竞争离子的测试中,COP-180对大多数的元素显示低于3%的吸附效率,而对铂、钯、金分别具有99.7%,99.4%,和98.8%的吸附效率。
并且在真实的电子垃圾测试中,COP-180展示了对金94%的捕捉效率。最后,研究者计算了从打印线路板回收黄金的经济效益。
COP-180从化学原料的购买到合成的花费是$5/g,而每克COP-180对黄金的回收价值能够高达$64,且其中的利润会随着COP-180的循环利用得到极大提高,这充分展现了该项研究的极高经济性。
新型多孔卟啉聚合物可以从电子垃圾中精准抓取金。图|Yeongran Hong
参考信源
1. Columbia University, What Can We Do About the Growing E-waste Problem?,https://blogs.ei.columbia.edu/2018/08/27/growing-e-waste-problem/
2. Ars Technica, New polymer easily captures gold extracted from e-waste,https://arstechnica.com/science/2020/06/new-polymer-easily-captures-gold-extracted-from-e-waste/
3. Phys Org, New polymer easily captures gold extracted from e-waste,
https://phys.org/news/2020-06-porous-porphyrin-reclaim-precious-metals.html
4. PNAS,Precious metal recovery from electronic waste by a porous porphyrin polymer, https://www.pnas.org/content/early/2020/06/17/2000606117
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排版|Kai
责编|羽华
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