金(Au)和鉑族金屬(PGMs),包括鉑(Pt)、鈀(Pd)和銠(Rh)等貴金屬作為不可再生資源,正變得越來越稀缺,且傳統的采礦方式還會對環境造成嚴重破壞,包括生物多樣性喪失、土壤退化、二氧化碳排放和重金屬污染等。從電子廢棄物中回收貴金屬是一種可以降低對原生采礦依賴性的、可持續的替代方案,但傳統的浸出方法使用王水或氰化物等試劑,會引發嚴重的環境和健康風險,如有毒煙霧和氰化物暴露等問題。隨著“城市采礦”受到關注,高效且環境友好的回收技術的開發需求也日益迫切。目前,催化浸出已成為一種有望在更溫和條件下回收貴金屬的策略,如光催化方法、壓電催化法、類芬頓法可實現從二次資源中有效浸出Au和Pd。但現有的催化浸出過程仍需要外部催化劑、過渡金屬添加劑或額外的高能量輸入,下游處理過程復雜,并導致產生污泥和能耗較高等問題。因此,迫切需要研發一種更簡單、更清潔、更可持續的貴金屬回收方法。
近日,廣州能源研究所楊改秀研究員、袁浩然研究員聯合華南理工大學陳燕教授在學術期刊Angewandte Chemie International Edition上發表了題為Green Recovery of Precious Metals from E-waste via Autocatalytic Leaching的研究論文。文中提出一種自催化浸出策略,使用過一硫酸氫鉀(PMS)和氯化鉀(KCl)混合水溶液,在無何外部催化劑的條件下實現貴金屬回收。
在常溫下,該體系能在20分鐘內實現Au的近乎完全溶解(溶解率>98.2%)。這一過程由貴金屬自身驅動,激活PMS和Cl?,生成單線態氧(1O2)和微量次氯酸(HOCl),二者協同作用將Au氧化為更高價態,促進Cl?配位萃取。經濟分析證實,該體系在實際電子垃圾處理中具有顯著的可行性,能耗大幅降低(約62.5%),試劑成本也顯著降低(約93.2%)。該研究深入揭示了自催化生成的活性物質在金屬浸出中的作用,為實現資源循環利用提供了一種更可持續的貴金屬回收方法。

研究得到國家自然科學基金、國家杰出青年科學基金、河南省重點研發計劃、廣東省基礎與應用基礎研究基金(粵-佛聯合基金)項目、中央高校基本科研業務費專項資金、中國科學院青年基礎研究項目的支持。
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