Учёные Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая разработали способ извлечения золота из электронных отходов с помощью двумерных ковалентных органических каркасов (COF) с встроенными винилазольными «наноловушками». COF адсорбируют золото массой в 4,6 раза больше собственного веса.
Материал захватывает ионы золота, а при облучении видимым светом восстанавливает их до металлического золота. Эксперименты показали извлечение до 99,2% золота даже при высоких концентрациях примесей (медь, никель и другие металлы).
Традиционные методы имеют низкую селективность и эффективность, указывают исследователи. Предложенный метод более эффективен, экологичен и безопасен, не требует агрессивных химикатов и энергоёмких процессов. Механизм подтверждён XPS-анализом COF (с золотом и без) и квантово-механическим моделированием.
Исследование провели учёные научной группы TERS-Team Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Чжэцзянского научно-технического университета и Института технологии материалов и инжиниринга Нинбо Китайской академии наук.
Результаты опубликованы в журнале Advanced Materials (Q1, IF: 26,8).
«Мы создали и исследовали три COF-структуры с различными вариантами азольных мостиков – с атомами азота, кислорода и серы. Они усилили электростатическое взаимодействие и обеспечили высокую селективность к золоту. Это делает нашу технологию более экологичной, поскольку для ее работы не нужны агрессивные химикаты. А структура COF позволяет сделать процесс переработки управляемым и увеличить его эффективность.
Разработанные COF-структуры способны извлекать почти все золото даже при очень низкой концентрации золота и больших долях конкурирующих металлов в примеси. Благодаря структуре с виниловыми связями материал сохраняет исключительную химическую устойчивость и стабильность как в сильнокислых, так и в щелочных средах. Эти COF можно использовать многократно: эффективность сохраняется в течение пяти циклов сорбции-десорбции», — объясняет один из ведущих авторов исследования, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.
