石墨烯作“点金石”,电子垃圾变黄金
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-19
纵观历史,炼金术士们一直痴迷于可以把廉价物转变成高价黄金的点金石。而如今,来自英国曼彻斯特大学、清华大学和中国科学院的科学家们已经证明,石墨烯就可以作为一种"点金石",从只含有十亿分之几黄金的废料溶液中提取出黄金。
石墨烯的这项新功能看似神奇,但其工作原理却相当简单: 将石墨烯加入到含有微量金的溶液中,几分钟后,纯金便转移到了石墨烯片上,不涉及其他化学物质或能量输入。而后,可以通过直接燃烧石墨烯方便地获得纯金。该项研究结果发表在《自然・通讯》杂志上。
1 克石墨烯能够提取近 2 克的黄金。而且由于石墨烯的价格每克不到 0.10 美元,而黄金的价格在每克 70 美元左右,利用这种手段回收黄金利润颇丰。
领导这项研究工作的清华大学苏阳博士说: "看似是一种魔法,不过本质上却只是一个简单的电化学过程。石墨烯和金离子之间独特的相互作用驱动了这一过程,产生了特殊的选择性,只提取出了黄金,而没有其他离子。"
黄金被用于许多行业,包括手机、笔记本电脑等消费性电子产品。当该类产品被最终丢弃时,只有很少量的资源从电子垃圾中回收利用。该基于石墨烯的工艺具有较高的提取能力和选择性,可以从电子废弃物中回收近 100% 的金,这为解决黄金的可持续性和电子垃圾的问题提供了一个绝妙的方案。
文章的另一位主要作者,来自曼彻斯特大学并因首次分离石墨烯而获得诺贝尔奖的安德烈・海姆(Andre Geim)教授补充道:"石墨烯真的可以把垃圾变成金子。我们的研究结果不仅有望使这部分经济更具可持续性,而且还强调了原子级薄材料与众所周知的块体材料的不同之处。例如,石墨对于提取黄金毫无价值,而石墨烯几乎就是点金石了。"
来自中国科学院,本文主要作者之一成会明院士也说:"随着对石墨烯革命性应用研究的不断深入,我们发现这种材料可以用来回收电子垃圾中的黄金,这给研究界和发展石墨烯工业带都来了新激情。"
参考文献
[1] https://phys.org/news/2022-08-graphene-philosopher-stone-gold.html
[2] Li, F., Zhu, J., Sun, P. et al. Highly efficient and selective extraction of gold by reduced graphene oxide. Nat Commun 13, 4472 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32204-4
题图来源:Flickr, James St. John / CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/ licenses / by / 2.0/)
研究团队
通讯作者 Andre.K. Geim:教授,曼彻斯特大学物理与天文学院,清华大学深圳国际研究生院
通讯作者 苏阳:助理教授,清华大学深圳国际研究生院
通讯作者 成会明:中国科学院院士
第一作者 李飞:博士,清华大学深圳国际研究生院 清华-伯克利深圳学院
课题组主页https://www.sigs.tsinghua.edu.cn/sy/
论文信息
发布期刊 Nature Communications
发布时间 2022 年 8 月 2 日
论文标题 Highly efficient and selective extraction of gold by reduced graphene oxide
(DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-32204-4)
本文来自微信公众号:我是科学家 iScientist (ID:IamaScientist),编译:绿洲,编辑:靳小明,排版:尹宁流
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