近日，國(guó)際權(quán)威期刊《Nature Chemical Engineering》在線(xiàn)發(fā)表了我校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院卞振鋒教授團(tuán)隊(duì)的研究論文《Scalable and selective gold recovery from end-of-life electronics》，針對(duì)電子廢棄物中多種金屬共存的情況，提出了金屬表面鈍化協(xié)同配位的全新策略，利用光催化技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了電子廢棄物中黃金的高效、選擇性氧化溶解回收，從根本上避免了貴金屬回收過(guò)程中重金屬離子對(duì)水環(huán)境的污染。上海師范大學(xué)為第一署名單位，商恒軍為論文第一作者，卞振鋒教授為論文通訊作者。

重要科學(xué)問(wèn)題：

作為戰(zhàn)略性資源和關(guān)鍵原材料，貴金屬的綠色生產(chǎn)和回收具有極其重要的意義。全球報(bào)廢電子產(chǎn)品的快速積累對(duì)環(huán)境造成了災(zāi)難性的影響，因?yàn)檫@些寶貴的資源大多被填埋。電子廢棄物（e-waste）含有大量的貴金屬，以黃金（Au）為例，其含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)天然礦物。從電子廢棄物中回收這些金屬是一條潛在的可持續(xù)發(fā)展之路。目前，貴金屬的生產(chǎn)和回收主要依賴(lài)于王水等強(qiáng)酸濕法氧化法，這些方法會(huì)產(chǎn)生大量廢水，處理難度極大，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)安全。因此，貴金屬濕法氧化廢水的源頭控制符合國(guó)家“打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)”的重大戰(zhàn)略需求。

本文報(bào)道了一種綠色、選擇性且可持續(xù)的貴金屬回收策略，從根本上避免了貴金屬回收過(guò)程中重金屬離子對(duì)水環(huán)境的污染。通過(guò)控制CH3CN-H2O體系的pH值，實(shí)現(xiàn)金屬溶度積調(diào)控，成功實(shí)現(xiàn)了100%的金（Au）溶解，對(duì)成分復(fù)雜的電子廢棄物中金的選擇性高達(dá)99.0%?；谠槐碚骷夹g(shù)和理論計(jì)算，證實(shí)了調(diào)節(jié)pH值可以促進(jìn)˙OH生成更多的˙CN，使金的溶解速率提高了7倍。此外，pH值調(diào)節(jié)會(huì)誘導(dǎo)非貴金屬在其表面形成氫氧化物鈍化膜，從而抑制其浸出，且溶劑和催化劑可以循環(huán)利用。鑒于此，作者設(shè)計(jì)了集溶解、過(guò)濾和溶劑回收于一體的生產(chǎn)設(shè)備，可處理10公斤電子廢棄物。與傳統(tǒng)工藝相比，每處理1公斤電子廢棄物可節(jié)省高達(dá)95.9%的溶劑成本和94.3%的水消耗。Biwer-Heinzle環(huán)境評(píng)價(jià)方法證明了該方法的環(huán)境友好性。該工作為從電子廢棄物中回收貴金屬提供了一種潛在的顛覆性方法，該方法具有大規(guī)模應(yīng)用的潛力，促進(jìn)了貴金屬回收行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

該團(tuán)隊(duì)前期在光催化綠色回收貴金屬領(lǐng)域積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展了系列創(chuàng)新性的工作，首次提出利用光催化取代傳統(tǒng)王水法氧化溶解回收貴金屬（Nat. Sustain., 2021, 4, 618-626; Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202213640.），闡明了配位降低貴金屬氧化電位匹配光催化氧化的新原理，突破了濕法氧化廢水的源頭控制難題；其次利用催化劑表面配位調(diào)控，實(shí)現(xiàn)光催化選擇性還原貴金屬離子（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202302202; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202312734.），從源頭上削減了貴金屬離子回收過(guò)程的廢水。

該研究工作得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市教委和科委的資金支持。

論文鏈接網(wǎng)址：https://doi.org/10.1038/s44286-023-00026-w.

(供稿、圖片：化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院)