你多久換一部手機(jī)？那些被我們淘汰的手機(jī)，它們?nèi)チ四睦?？?lián)合國發(fā)布“2020年全球電子廢物監(jiān)測”，報告稱2019年全球產(chǎn)生了5360萬噸電子垃圾，創(chuàng)下了歷史之最。這些電子設(shè)備垃圾如果沒有得到妥善處理會嚴(yán)重破壞環(huán)境，有毒物質(zhì)最終還是反噬人類身體，同時造成極大的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。不只是手機(jī)，為了增加導(dǎo)電效率，大多數(shù)的集成電路板上，都要在線腳上添加黃金等貴金屬，如何有效回收這些貴金屬一直是科學(xué)家們關(guān)注的問題。
 

上海師范大學(xué)資源化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李和興和卞振鋒團(tuán)隊(duì)通過“光催化貴金屬溶解”實(shí)現(xiàn)報廢電子設(shè)備等固體廢棄物中貴金屬的高效綠色回收、變廢為寶。此項(xiàng)成果近日在線發(fā)表于國際期刊“Nature Sustainability”，論文題為《Selective Recovery of Precious Metals through Photocatalysis》。

貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬元素，具有良好的物理性能、較高的化學(xué)穩(wěn)定性和較強(qiáng)的耐腐蝕性，被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、化工催化劑、合金器件等。但貴金屬資源有限，價格昂貴，因此回收貴金屬是國內(nèi)外的重要產(chǎn)業(yè)，市場巨大。

目前，工業(yè)上貴金屬回收主要采用火法和濕法，火法耗時長、能耗大、低含量不適用；濕法涉及使用腐蝕性和有毒的氰化物、王水和硫脲等，環(huán)境危害嚴(yán)重。迫切需要開發(fā)環(huán)境友好、低成本且高效的貴金屬溶解新方法。
 

在最新研究成果中，團(tuán)隊(duì)將注意力特別轉(zhuǎn)移到光催化上。它具有直接利用太陽光驅(qū)動反應(yīng)，操作簡單，無二次污染和高效率的優(yōu)點(diǎn)。在使用光催化技術(shù)溶解貴金屬的過程中，團(tuán)隊(duì)考慮了7種貴金屬和5種非貴金屬。整個反應(yīng)在環(huán)保條件下進(jìn)行，可能需要數(shù)小時才能完成。但值得注意的是，它不僅適用于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的貴金屬回收，還適用于千克級的CPU板和礦石。

利用光催化技術(shù)，團(tuán)隊(duì)成員首次開發(fā)了一種普適性的綠色環(huán)保型貴金屬溶解方法。無需強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性溶劑、電化學(xué)輔助?？蓪?shí)現(xiàn)各種貴金屬（金、銀、鈀、鉑、釕、銠和銥等）的100%光催化氧化溶解，催化劑和溶劑可以重復(fù)使用，且可以進(jìn)行貴金屬的選擇性溶解，有效減少環(huán)境污染并簡化分離過程，適用于電子廢物、汽車尾氣三效催化劑、工業(yè)催化劑、廢舊合金器件和礦石等。

這是迄今為止世界上最先進(jìn)、最清潔、最簡便、最廉價的貴金屬回收技術(shù)，也有望帶來貴金屬冶煉的顛覆性變革，在光催化理論發(fā)展和應(yīng)用開發(fā)方面，具有里程碑意義。

更令人興奮和前所未有的是，這一方法可以根據(jù)目標(biāo)元素選擇性地溶解貴金屬。成功的核心是光催化。在光催化劑的存在下（在紫外線或可見光照射下），簡單地暴露廢物和溶劑的混合物將溶解貴金屬。整個過程簡單、環(huán)保、高效且具有成本效益。從貴金屬提取物中獲得的溶劑可以在下一個溶解反應(yīng)中重復(fù)使用，直到溶劑完全反應(yīng)為止。

這是一個不需要強(qiáng)腐蝕性溶劑也不需要電化學(xué)輔助的貴金屬溶解方法。這一標(biāo)志性突破，可能表明一種新穎的貴金屬溶解方法可以應(yīng)對環(huán)境和資源方面的挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)希望它不僅具有良好的通用性，而且可以設(shè)計(jì)成具有獨(dú)特的選擇性，真正挖掘出城市中的“隱形金礦”。
 

李和興和卞振鋒團(tuán)隊(duì)長期從事光催化技術(shù)用于環(huán)境污染控制。在溫和條件下，光催化可以產(chǎn)生高反應(yīng)性自由基，可用于污染物降解、殺菌、分解水產(chǎn)氫、重金屬離子還原等，具有操作簡單、能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。