清華大學深圳研究生院Nat. Commun:發現石墨烯可用于高效回收電子垃圾中的金資源

【導讀】

金作為電的良導體在電子產品和消費品等領域廣為應用。隨著電子產品更新換代速度的加快，電子垃圾已成為全球可持續發展的重大挑戰之一，因此從電子垃圾中回收金資源對實現循環經濟發展有重要意義。本工作發現一種基于還原氧化石墨烯制備的石墨烯材料對電子垃圾中痕量的金資源具有超強的提取能力。

【成果掠影】

清華大學深圳國際研究生院蘇陽助理教授、中科院深圳理工大學（籌）和深圳先進技術研究院成會明院士，以及諾貝爾物理學獎得主、曼徹斯特大學Andre Geim教授等人發現一種基于還原氧化石墨烯制備的石墨烯材料對電子垃圾中痕量的金資源具有超強的高選擇性提取能力，無需外加能量和其他材料與化學品，這種石墨烯材料就可對金離子進行快速吸附并同時還原得到純金顆粒。該材料對濃度僅為10 mg/L含金溶液的吸附容量可達1.85 g/g，即使金離子濃度低至0.00002 mg/L時也能對其實現有效的提取吸附。相關成果以“Highly Efficient and Selective Extraction of Gold by Reduced Graphene Oxide”為題，在線發表在國際期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上。

【核心創新點】

（1）石墨烯中的石墨烯區域可以自發地將金離子還原為金屬態金，與此同時氧化區提供了良好的分散性，保證了石墨烯的大比表面積及對金離子的高效吸附。

（2）石墨烯可以高選擇性、高效吸附痕量金，為金元素的回收提供了一個新的解決方案。

【論文掠影】

圖1. 石墨烯提取金的示意圖

圖2. （a）石墨烯分散液（左）和石墨烯薄膜（右）；（b）基于石墨烯薄膜連續吸附痕量金的示意圖和（c）吸附效率；（d）石墨烯從電子垃圾中回收金的工藝示意圖

【前景展望】

本工作還發展了一種基于石墨烯薄膜的連續金吸附方法，適于規模化生產，可高效、連續地從電子垃圾中回收金資源。值得指出的是，由于采用商用氧化石墨烯為原材料，其成本遠低于金價，因此該石墨烯材料具有大規模應用的經濟可行性，為解決金資源可持續性發展和電子垃圾的雙重挑戰提供了一個新的解決方案。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32204-4

【作者簡介】

本工作由中科院深圳理工大學（籌）和中科院深圳先進技術研究院成會明院士，諾貝爾物理學獎得主、曼徹斯特大學Andre Geim教授和清華大學深圳國際研究生院、深圳蓋姆石墨烯中心蘇陽助理教授為論文通訊作者，第一作者為清華大學深圳國際研究生院2020級博士生李飛，共同第一作者為清華大學深圳國際研究生院博士后朱九一，論文作者還包括曼徹斯特大學孫鵬展博士、清華大學深圳國際研究生院鄒小龍副教授、博士后李振慶等，同時得到了清華深圳國際研究生院科研啟動基金和深圳蓋姆石墨烯中心的資助。