舊手機(jī)都去了哪兒?有了上海科學(xué)家發(fā)明的新技術(shù)，它們不但不會(huì)造成環(huán)境污染，還可以變廢為寶堆出“金山”。記者昨天獲悉，上海師范大學(xué)資源化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李和興和卞振鋒團(tuán)隊(duì)通過(guò)“光催化貴金屬溶解”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)報(bào)廢電子設(shè)備等固體廢棄物中的貴金屬高效綠色回收。這一最新成果日前在線發(fā)表于國(guó)際頂尖學(xué)刊《自然》雜志的子刊《自然·可持續(xù)性》。這種先進(jìn)、清潔、簡(jiǎn)便、廉價(jià)的貴金屬回收技術(shù)，有望帶來(lái)貴金屬冶煉的顛覆性變革。
直接利用太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)反應(yīng)
聯(lián)合國(guó)發(fā)布的《2020年全球電子廢物監(jiān)測(cè)》報(bào)告稱，2019年全球產(chǎn)生了5360萬(wàn)噸電子垃圾，創(chuàng)下了歷史之最。這些電子設(shè)備垃圾如果沒(méi)有得到妥善處理會(huì)嚴(yán)重破壞環(huán)境，有毒物質(zhì)最終還是反噬人類身體，同時(shí)造成極大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。論文第一作者陳瑤告訴記者，不只是手機(jī)，為了增加導(dǎo)電效率，大多數(shù)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(xué)家們關(guān)注的問(wèn)題。
金、銀和鉑族金屬元素，具有良好的物理性能、較高的化學(xué)穩(wěn)定性和較強(qiáng)的耐腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、化工催化劑、合金器件等。但貴金屬資源有限，價(jià)格昂貴，因此回收貴金屬是國(guó)內(nèi)外的重要產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)巨大。目前，工業(yè)上貴金屬回收主要采用火法和濕法，火法耗時(shí)長(zhǎng)、能耗大，低含量也不適用;濕法涉及使用腐蝕性和有毒的氰化物、王水和硫脲等，環(huán)境危害嚴(yán)重。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)環(huán)境友好、低成本且高效的貴金屬溶解新方法。
這支上海師大化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院的團(tuán)隊(duì)將注意力轉(zhuǎn)移到光催化上。它直接利用太陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)反應(yīng)，操作簡(jiǎn)單，具有無(wú)二次污染和高效率的優(yōu)點(diǎn)。在使用光催化技術(shù)溶解貴金屬的過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)考慮了7種貴金屬和5種非貴金屬。整個(gè)反應(yīng)在環(huán)保條件下進(jìn)行，需要數(shù)小時(shí)才能完成。但值得注意的是，它不僅適用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的貴金屬回收，還適用于千克級(jí)的CPU板和礦石。
可進(jìn)行貴金屬選擇性溶解
利用光催化技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成員首次開(kāi)發(fā)了一種普適性的綠色環(huán)保型貴金屬溶解方法。不需要強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性溶劑、電化學(xué)輔助，就可實(shí)現(xiàn)各種貴金屬如金、銀、鈀、鉑、釕、銠和銥等的100%光催化氧化溶解。而且，催化劑和溶劑可以重復(fù)使用，且可以進(jìn)行貴金屬的選擇性溶解，有效減少環(huán)境污染并簡(jiǎn)化分離過(guò)程，適用于電子廢物、汽車尾氣三效催化劑、工業(yè)催化劑、廢舊合金器件和礦石等。
更令人興奮的是這一方法可以根據(jù)目標(biāo)元素，選擇性地溶解貴金屬。取得成功的核心正是光催化，在光催化劑的存在下，通過(guò)在紫外線或可見(jiàn)光照射，只需簡(jiǎn)單地暴露廢物和溶劑的混合物就將溶解貴金屬。“整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單、環(huán)保、高效且具有成本效益。”陳瑤說(shuō)，“從貴金屬提取物中獲得的溶劑，還可以在下一個(gè)溶解反應(yīng)中重復(fù)使用，直到溶劑完全反應(yīng)為止。”
李和興和卞振鋒團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事光催化技術(shù)用于環(huán)境污染控制。在溫和條件下，光催化用于污染物降解、殺菌、分解水產(chǎn)氫、重金屬離子還原等，具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。由于這是一種不需要強(qiáng)腐蝕性溶劑、也不需要電化學(xué)輔助的貴金屬溶解方法，團(tuán)隊(duì)希望這一標(biāo)志性突破不僅具有良好的通用性，而且可以設(shè)計(jì)成具有獨(dú)特的選擇性，真正挖掘出城市中的“隱形金礦”。
