縱觀歷史,煉金術士們一直癡迷于可以把廉價物轉變成高價黃金的點金石。而如今,來自英國曼徹斯特大學、清華大學和中國科學院的科學家們已經證明,石墨烯就可以作為一種“點金石”,從只含有十億分之幾黃金的廢料溶液中提取出黃金。
石墨烯的這項新功能看似神奇,但其工作原理卻相當簡單: 將石墨烯加入到含有微量金的溶液中,幾分鐘后,純金便轉移到了石墨烯片上,不涉及其他化學物質或能量輸入。而后,可以通過直接燃燒石墨烯方便地獲得純金。該項研究結果發表在《自然?通訊》雜志上。
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1 克石墨烯能夠提取近 2 克的黃金。而且由于石墨烯的價格每克不到 0.10 美元,而黃金的價格在每克 70 美元左右,利用這種手段回收黃金利潤頗豐。
領導這項研究工作的清華大學蘇陽博士說: “看似是一種魔法,不過本質上卻只是一個簡單的電化學過程。石墨烯和金離子之間獨特的相互作用驅動了這一過程,產生了特殊的選擇性,只提取出了黃金,而沒有其他離子。”
使用石墨烯提取溶液中微量金的過程。(a)在與金離子混合 12 小時后,溶液由黑色變為棕色,下部為石墨烯片提取金前后的光學圖像。(b)24 小時后金提取能力和金含量關系圖,內插圖為 10 ppm 金溶液在不同 pH 下的提取效率圖。(c)10 ppm 金溶液提取能力隨著時間變化圖,內插圖為 10 分鐘后從不同溶液中的提取值 | 參考文獻 [2]
黃金被用于許多行業,包括手機、筆記本電腦等消費性電子產品。當該類產品被最終丟棄時,只有很少量的資源從電子垃圾中回收利用。該基于石墨烯的工藝具有較高的提取能力和選擇性,可以從電子廢棄物中回收近 100% 的金,這為解決黃金的可持續性和電子垃圾的問題提供了一個絕妙的方案。
文章的另一位主要作者,來自曼徹斯特大學并因首次分離石墨烯而獲得諾貝爾獎的安德烈?海姆(Andre Geim)教授補充道:“石墨烯真的可以把垃圾變成金子。我們的研究結果不僅有望使這部分經濟更具可持續性,而且還強調了原子級薄材料與眾所周知的塊體材料的不同之處。例如,石墨對于提取黃金毫無價值,而石墨烯幾乎就是點金石了。”
來自中國科學院,本文主要作者之一成會明院士也說:“隨著對石墨烯革命性應用研究的不斷深入,我們發現這種材料可以用來回收電子垃圾中的黃金,這給研究界和發展石墨烯工業帶都來了新激情。”