近日，康奈尔大学的科研团队在电子垃圾回收领域取得了一项具有里程碑意义的创新成果，成功研发出一种可持续的方法，不仅能从电子垃圾中高效提取黄金，还能将提取出的黄金作为催化剂，把二氧化碳这一主要温室气体转化为有价值的有机材料，为环境保护和资源回收开辟了一条充满希望的新途径。
随着科技的飞速发展，电子垃圾的数量急剧增长，每年全球产生的电子垃圾高达5000万吨，然而目前仅有20%得到回收利用。康奈尔大学农业与生命科学学院食品化学与成分技术副教授Alireza Abbaspourrad领导的研究团队致力于解决这一难题，他们研发的创新方法有望成为电子垃圾处理的关键解决方案。
该团队的博士后研究员Amin Zadehnazari在研究中开发了两种乙烯基连接的共价有机框架（VCOFs），用于从废弃电路板中高效去除金离子和纳米颗粒。其中一种VCOFs表现出色，能够选择性地捕获99.9%的黄金，同时最大限度地减少对其他金属（如镍和铜）的提取，确保了回收过程的高选择性。
Amin Zadehnazari表示：“我们可以将载金的COFs用于将二氧化碳转化为有用的化学品。通过将二氧化碳转化为增值材料，我们不仅减少了废物处理需求，还实现了环境和实际效益的双赢。” 传统的从电子垃圾中回收黄金的方法通常涉及使用氰化物等有害化学物质，这对环境构成了严重威胁。而Zadehnazari的方法采用化学吸附原理，避免了使用危险化学品，实现了环保型的黄金提取。
共价有机框架（COFs）是一种多孔结晶材料，具有多种潜在用途，包括化学传感和能量存储。Zadehnazari以四硫富瓦烯（TTF）和四苯乙烯（TPE）为构建模块合成了两种VCOFs。其中，TTF - COF由于富含硫元素（金对硫有天然亲和力）而表现出卓越的金吸附能力，并且在经过16次洗涤和重复使用后，其吸附效率仅有轻微损失。在50摄氏度（122华氏度）的环境二氧化碳压力下，载金的COF能够有效地通过羧化反应将二氧化碳转化为有机物质。
Alireza Abbaspourrad指出，与其他从电子垃圾中回收黄金和其他贵金属的方法相比，该团队的方法具有更高的选择性，能够避免产生杂质。他强调：“鉴于这些电子设备中含有大量黄金和其他贵金属，能够以选择性捕获所需金属（如黄金）的方式进行回收至关重要。”
该研究成果已发表于2024年12月30日的《Nature Communications》杂志上，论文名为“Recycling e - waste into gold - loaded covalent organic framework catalysts for terminal alkyne carboxylation”。研究得到了康奈尔材料研究中心和康奈尔核磁共振设施（均由美国国家科学基金会资助）的支持。
参考资料：DOI： 10.1038/s41467-024-55156-3