石墨烯作“點金石”，解決電子垃圾回收率低的問題

據(jù)全球綠色電子評級系統(tǒng)EPEAT市場總監(jiān)喬納斯·艾倫估計，如果黃金（15%）、白銀（15%）和鉑金（5%）的回收率都提高到100%，電子行業(yè)將實現(xiàn)120億美元的收益。

聯(lián)合國 2020 年發(fā)布的報告顯示，全球在上一年度共產(chǎn)生了5 360萬t電子垃圾，在5年內(nèi)增長了21%，其中僅有17.40% 被回收。極低的回收率導(dǎo)致了電子垃圾中所包含的銅、鐵、鋅等普通金屬、稀有金屬和貴重金屬的極大浪費。

根據(jù)環(huán)保署數(shù)據(jù)，回收100萬臺筆記本電腦所節(jié)省的能源相當(dāng)于3 657個美國家庭一年的用電量；回收100萬部手機，可回收35274磅銅、772磅銀、75磅金和33磅鈀。

而如今，來自英國曼徹斯特大學(xué)、清華大學(xué)和中國科學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)證明，石墨烯就可以作為一種“點金石”，從只含有十億分之幾黃金的廢料溶液中提取出黃金。

石墨烯的這項新功能看似神奇，但其工作原理卻相當(dāng)簡單: 將石墨烯加入到含有微量金的溶液中，幾分鐘后，純金便轉(zhuǎn)移到了石墨烯片上，不涉及其他化學(xué)物質(zhì)或能量輸入。而后，可以通過直接燃燒石墨烯方便地獲得純金。該項研究結(jié)果發(fā)表在《自然·通訊》雜志上。

網(wǎng)頁截圖 | 參考文獻[2] 1克石墨烯能夠提取近2克的黃金。而且由于石墨烯的價格每克不到0.10美元，而黃金的價格在每克70美元左右，利用這種手段回收黃金利潤頗豐。 領(lǐng)導(dǎo)這項研究工作的清華大學(xué)蘇陽博士說: “看似是一種魔法，不過本質(zhì)上卻只是一個簡單的電化學(xué)過程。石墨烯和金離子之間獨特的相互作用驅(qū)動了這一過程，產(chǎn)生了特殊的選擇性，只提取出了黃金，而沒有其他離子?！?/p>

使用石墨烯提取溶液中微量金的過程。（a）在與金離子混合12小時后，溶液由黑色變?yōu)樽厣?，下部為石墨烯片提取金前后?a target="_blank">光學(xué)圖像。（b）24小時后金提取能力和金含量關(guān)系圖，內(nèi)插圖為10 ppm金溶液在不同pH下的提取效率圖。（c）10 ppm金溶液提取能力隨著時間變化圖，內(nèi)插圖為10分鐘后從不同溶液中的提取值 黃金被用于許多行業(yè)，包括手機、筆記本電腦等消費性電子產(chǎn)品。當(dāng)該類產(chǎn)品被最終丟棄時，只有很少量的資源從電子垃圾中回收利用。該基于石墨烯的工藝具有較高的提取能力和選擇性，可以從電子廢棄物中回收近100%的金，這為解決黃金的可持續(xù)性和電子垃圾的問題提供了一個絕妙的方案。 文章的另一位主要作者，來自曼徹斯特大學(xué)并因首次分離石墨烯而獲得諾貝爾獎的安德烈·海姆（Andre Geim）教授補充道：“石墨烯真的可以把垃圾變成金子。我們的研究結(jié)果不僅有望使這部分經(jīng)濟更具可持續(xù)性，而且還強調(diào)了原子級薄材料與眾所周知的塊體材料的不同之處。例如，石墨對于提取黃金毫無價值，而石墨烯幾乎就是點金石了?！?/p>

審核編輯 ：李倩