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从工业废液中高效“淘金”
发布时间:2016-10-13        

  天津大学科研团队“室温电子还原”技术提取贵金属取得突破性进展

 

 

  电子、通讯等行业产生大量含有金、银等贵金属的工业废液,但由于其含金、银浓度低、回收困难大等原因,长期以来并没有被有效回收利用。最近,天津大学化工学院、天津化学化工协同创新中心刘昌俊教授课题组(http://fuel.tju.edu.cn/)在这一领域取得了突破性进展。他们采用“室温电子还原”技术,成功从含金、银等贵金属的离子溶液中高效、环保、可选择性地制备出“漂浮金膜”、“漂浮银膜”,实现从金属废液中提取贵金属。实验中可8分钟之内从铜、铁、锌、金的混合溶液中回收金离子,回收率高达99.96%

  据介绍,刘昌俊课题组开发的“室温电子还原技术”是在室温条件下电离低压气体,形成大量电子或其他带负电离子,以此激发还原反应,并通过加入能与金、银等作用的成膜物质,可以快速、高效地在金属离子混合溶液表面,选择性地生成漂浮的贵金属膜。该技术已经申请三项专利、并有一项获得授权。相关研究论文也于今年发表在美国化学会期刊ACS Sustainable Chemistry &Engineering4 (6), 32553260, 2016)上。

  目前这项技术在实验中成功从最低质量浓度0.01‰的含金溶液中高效提取出了金。该技术不仅可减少在回收贵金属时造成的污染,而且可以选择性的只还原贵金属、而将钾钙铜等其他离子留在溶液当中。处理过程不需要添加还原剂,不使用任何有毒化学试剂,不需要昂贵设备,操作简单方便,实现了贵金属回收的环保、精确、高效。

  除回收金、银外,课题组还将漂浮金、银膜用于痕量物质检测、漂浮催化剂等,已经取得系列创新研究成果。如痕量物质检测,就是利用回收到的“银金属膜”,作为“拉曼增强光谱”的基底,实现了多种化学成分的低浓度检测。相关研究论文今年发表在Nano Research上(9(4), 11481158, 2016)。

  此外,上述“室温电子还原技术”还可以拓展应用于在热敏材料(凝胶、蛋白质、金属有机骨架材料、多孔聚合物、大比表面积炭等)上沉积纳米金属,或者用于制备金属组合体(多肽金属组合体、DNA金属组合体)。如利用室温电子还原方法促进生物分子自组装,实现“贵金属多肽膜”的制备。该组装过程在10分钟左右即可完成,可以快速实现通常数小时或几天才能实现的多肽自组装反应,同时,贵金属颗粒在膜上分布非常均匀、尺寸非常小(约2nm)。这些纳米金属或者金属组合体作为催化剂使用,不仅表现出了优秀的光催化产氢和CO2还原性能(ACS Nano, 2015, 9(11), 1125811265),其氧还原电催化性能也非常优秀(Nano Energy, 2016, 25, 2633),相关论文很快获得同行引用。

 

文字:王涛  初艾璇

设计:胡艺

 
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