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暨大化學(xué)與材料學(xué)院寧國宏/李丹教授團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)表重要成果

來源：暨南大學(xué)      2022-12-27
導(dǎo)讀：近日，暨南大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院寧國宏/李丹教授團(tuán)隊(duì)以暨南大學(xué)為唯一單位于2022年12月15日，在Nature Communications（IF=16.9）上發(fā)表了題為 “Selective and rapid extraction of trace amount of gold from complex liquids with silver(I)-organic frameworks” 的重要研究成果（圖1）。
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圖1 文章標(biāo)題頁截圖
黃金作為一種貴金屬深受人們喜愛，在催化，抗癌，抗菌，電子產(chǎn)品等領(lǐng)域更有著廣泛的應(yīng)用。目前黃金的主要來源是通過金礦開采和冶煉，采礦往往伴隨著高耗能，高污染。每年用于電子產(chǎn)品的黃金高達(dá)300噸，隨著電子產(chǎn)品更新迭代速度加快，黃金的需求量不斷升高。除此之外，也產(chǎn)生了很多電子垃圾，每一噸電子垃圾中含有200-350克的金，這比金礦的含量高得多。因此，如何高效的從廢棄物中回收金對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。
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圖2 JNM-100和JNM-100-AO材料的制備
研究團(tuán)隊(duì)一直致力于動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵鏈接的金屬有框架材料的研究，在之前工作（CCS Chem.2020,2, 2045–2053；Chem. Sci.2021,12, 6280–6286；J. Am. Chem. Soc.,2022,144, 7487–17495.）的基礎(chǔ)上，本研究選用具有C3對(duì)稱性的銀三核Ag3L3與2,2',2''-(苯-1,3,5-三基)三乙腈通過Knovengel反應(yīng)制備了碳碳雙鍵鏈接的Ag(I)-MOF JNM-100，再通過肟基化后修飾制備JNM-100-AO（如圖2）。這是首次報(bào)道通過碳碳雙鍵鏈接的MOF材料（簡稱JNM，暨南材料）。
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圖3 (a) JNM-100-AO、JNM-100和TFPT-BTAN對(duì)金在5 ~ 1000ppm初始濃度范圍內(nèi)rt的吸附等溫線。(b) JNM-100和JNM-100- AO在初始濃度為50 mg L?1時(shí)吸附金的動(dòng)力學(xué)曲線。(c) JNM-100-AO對(duì)金的可循環(huán)吸附性能。(d) MOF材料吸附金能力對(duì)比。(e) JNM的選擇性吸附性能。
如圖3所示，以JNM作為吸附劑，詳細(xì)研究了材料對(duì)于水溶液中[AuCl4]?的吸附性能，包括最大吸附量、吸附動(dòng)力學(xué)、吸脫附循環(huán)和吸附選擇性。在隨著金離子初始濃度的增高，JNM對(duì)于金的吸附量也增大，在1000 ppm時(shí)JNM-100-AO對(duì)金的最大吸附量達(dá)到954 mg g?1，超過了大多數(shù)已經(jīng)報(bào)道的MOF材料（圖3d）。此外，JNM也表現(xiàn)出良好的循環(huán)吸附性能，在酸性硫脲的作用下，JNM能夠進(jìn)行5次循環(huán)吸附且保持較高吸附率。在高濃度干擾離子的存在下，JNM也能對(duì)金離子保持高選擇性的吸附移除。除了在實(shí)驗(yàn)室條件下，JNM對(duì)金能夠高效吸附，在一些復(fù)雜體系中，JNM也有非常好的吸附性能。對(duì)于CPU廢棄物浸出液、生活污水、工業(yè)廢水和海水中的痕量金，JNM都能很好的回收。例如，JNM能從150 個(gè)CPU廢棄物中回收0.61g黃金，其純度高達(dá)23.8K（圖4c）。
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圖4 (a) JNM-100-AO從復(fù)雜體系中提取金的動(dòng)力學(xué)研究。(b)從CPU中選擇性提取金的選擇性。(c) JNM-100-AO從電子垃圾中回收黃金的示意圖。
論文第一作者為暨南大學(xué)羅杰博士，通訊作者為寧國宏教授和李丹教授。該論文得到了國家自然科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、廣東省重大基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)計(jì)劃、廣東省自然科學(xué)杰出青年基金、廣東省國際合作項(xiàng)目、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目和暨南大學(xué)等項(xiàng)目的資助。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35467-z

參考資料：https://news.jnu.edu.cn/xysx/yxsd/2022/12/26/15333851530.html



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