新發現！高效又安全的重金屬提取劑！

材料牛注：來自埃因霍芬理工大學的研究團隊發現一種新的重金屬提取劑，它比以往的溶劑更加快速、安全、環保，作為歐洲造紙工業項目的一部分，它的潛力非常巨大。想了解它的發展歷程嗎？下面就讓我們一探究竟。

三只試管的下層液體是純凈水，上層是運用該種低共熔溶劑（DES）分離出的含金屬離子的液體，液體中所含元素從左到右依次是：鈷、鐵以及鈷、銅、鎳、鋅的混合體。從圖中，我們可以看出，這些重金屬離子被明顯地分離出來。——來自埃因霍芬理工大學

目前，用來從水中分離出金屬的提取劑均存在一些缺點：安全風險高、凈化過程慢、價格昂貴亦或不夠環保。而埃因霍芬理工大學的研究人員日前生產出一種新的提取劑，這種提取劑快速、安全、易于制取、價格低廉，并且比以往的提取劑污染性更小。研究者們相信，無論是對工業、水質凈化以及稀有金屬的回收等各方面，它的潛力都是巨大的。此項成果已經發表在自然科學期刊Chemical Communications.上。

從水中提取金屬的傳統方法是使用易揮發的有機溶劑，這類溶劑雖然效果不錯，但是存在安全風險并且大多有毒。基于這些問題，科學家們開始致力于尋找更好的替代品。直至上世紀末，離子液體形式的替代品才被發現。然而，這類物質還是問題頗多：粘度過大、難以生產，并且仍然需要有機溶劑的參與，這使得他們非常昂貴。

而在去年，Dannie van Osch 和 Lawien Zubeir團隊發現一類新的提取劑：疏水性（防水）低共熔溶劑（DES）。其生產過程簡便易行：將元素混合，再經幾個小時的晃動便大功告成。

這種溶劑是如何在幾秒鐘之內將諸如鎳、鐵這類重金屬離子從水中提取出來的呢？Van Osch給出了答案：通過強烈晃動混合液，溶劑充分吸收金屬離子，并且由于溶劑良好的疏水性，它可以立即浮于水面之上。接下來的溶劑與水的分離便輕而易舉。還有一點，它不易揮發，因此也幾乎不存在安全風險。

低共熔溶劑于2003年被發現。這種神奇的物質令化學家們興奮不已。該物質由兩種固體混合而成，在通常情況下，兩種固體混合不會發生任何反應，但是一旦他們變成液態，物質的混合便很容易實現，這就是低共熔溶劑（DESs）形成的原理。自從2003年以來，關于DES的研究爆炸性的增長，這也顯示出他們具有各類特殊的性能。

然而，這種低共熔溶劑（DESs）卻有一個嚴重的缺點：易溶于水。易溶于水的物質不能從水中提取出來，何談做凈水劑。DES中的兩種組分已經被約定為具有高的水溶性，所以對于疏水性DES的發現并不被大家所期望。“起初，我們認為這是不太可能的。” Van Osch說道。但是無論怎樣，就在去年，他們的團隊還是成功了。

來自埃因霍芬理工大學的這些研究者們不僅僅將疏水的DESs用于提取金屬、凈化水質，還用它有效地捕捉了CO₂。當然，它的研究遠遠不止于此。“這是一項突破，它的潛力非常巨大，” Van Osch和 Zubeir興奮地說。他們相信，他們的發現將在世界范圍內帶來又一輪爆炸性的研究。

然而，讓這類DES成為成熟的商品或許還需要至少十年的時間。其中一個障礙是他們期望將所有的金屬鹽都提取出來。金屬在水中基本都是以金屬鹽形式存在，比如氯化鈷，在水中分解為鈷離子和氯化物，Van Osch團隊目前只能將鈷從水中充分提取出來，而氯化物卻有部分殘留。

這背后還有另一項更廣泛的研究項目：通過使用低共熔溶劑，使得造紙行業更加可持續以及高效節能。該研究項目已被歐洲造紙業以及EU所支持立項。DES已經被證明是一種處理造紙原料“木質纖維素”全新方法的基礎。

原文鏈接：Fast, safe solvent for metal decontamination discovered

文獻鏈接：Removal of alkali and transition metal ions from water with hydrophobic deep eutectic solvents

本文由編輯部楊超提供素材，劉冠旗編譯，黃超審核；點我加入材料人編輯部。