光催化工艺从废弃电子产品中提取贵金属

中国和美国的研究人员开发了一种简单的光催化工艺，可以选择性地从废弃电子产品和催化剂中回收贵金属。这一过程还可能减少黄金开采的环境足迹。

电子产品的无处不在和复杂程度，导致对其所含贵金属(如黄金、铂和铱)的需求不断增长。这也造成了日益严重的电子垃圾问题——最近由英国皇家化学学会委托的益普索·莫里民意调查显示，万博代理45%的受访者称自己至少有5个不想要的电子设备在他们的家里。这可能会导致这些原材料的短缺，如果他们不能从设备的生命周期结束。

然而，从废弃电子产品中回收贵金属是很困难的，原因之一是这些材料如此珍贵:它们通常不具有活性。因此，目前的回收方法涉及强腐蚀性和毒性试剂，如溶解在王水中，而提出的替代方案通常很复杂，难以扩大规模。

提取这些化学贵金属也会对环境造成危害。以黄金为例，它必须被氧化，然后被还原以提纯。无机化学家解释说:“传统的金提取方法是使用氰化物。杰森爱爱丁堡大学教授;“空气是你的氧化剂，你会形成一种叫做双氰金酸盐的复合物，90%的金提取都是用它来完成的。”“由于氰化物排放的环境风险，一些国家和美国州已经禁止氰化物开采，其他国家正试图逐步淘汰氰化物开采。

现在,新品系扁上海师范大学的教授和中国和美国的同事开发了一种利用光催化顺序浸出多种贵金属的简单方法。流程使用TiO₂在乙腈溶剂中存在氧气。用紫外光照射溶液可激发TiO₂，形成电子空穴对，分别从氧和溶剂中产生超氧化物和氰甲基自由基。然后这些自由基氧化金属原子，金属离子溶解在溶液中。

在他们的实验中，研究人员将计算机处理单元浸泡在混合物中，发现8小时后，所有的铜都浸到溶液中，其余的都完好无损。在持续的照射下，银和金先后浸出。研究人员发现，此时加入二氯甲烷就可以提取出任何铂。利用类似的方法，研究人员从汽车催化转化器样品中提取了铑、钯和铂，从金矿中提取了金。

“实际上，这是一个非常巧妙的技巧，也是我以前从未见过的，”没有参与这项研究的勒夫说，“以前我见过光还原，人们把金属放在溶液中，进行光解，将其还原为金属状态。他们已经扭转了局面。不过，他对一些细节持谨慎态度:“他们加入了大量的二氧化钛:量子效率(他们利用光子的效率)非常非常低。”他还对连续溶解的演示感到惊讶:“我本以为，如果你在溶液中产生有机自由基，它们会与任何东西发生反应。”

边教授的团队已经开始着手改进这一过程，他们首先研究的是溶剂。“乙腈是实验室和公司广泛使用的一种溶液，”边说，“它就像酒精:毒性非常低。然而，研究人员认为，在水中进行这种反应应该是可能的。卞教授解释说:“我们应该在光催化剂上设计一些乙腈基团。”我们已经有了一些初步结果。