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暨大化學與材料學院寧國宏/李丹教授團隊在Nature Communications發表重要成果

來源：暨南大學      2022-12-27
導讀：近日，暨南大學化學與材料學院寧國宏/李丹教授團隊以暨南大學為唯一單位于2022年12月15日，在Nature Communications（IF=16.9）上發表了題為 “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，電子產品等領域更有著廣泛的應用。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。每年用于電子產品的黃金高達300噸，隨著電子產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經濟可持續發展有著重要意義。
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圖2 JNM-100和JNM-100-AO材料的制備
研究團隊一直致力于動態共價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.）的基礎上，本研究選用具有C3對稱性的銀三核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對金在5 ~ 1000ppm初始濃度范圍內rt的吸附等溫線。(b) JNM-100和JNM-100- AO在初始濃度為50 mg L?1時吸附金的動力學曲線。(c) JNM-100-AO對金的可循環吸附性能。(d) MOF材料吸附金能力對比。(e) JNM的選擇性吸附性能。
如圖3所示，以JNM作為吸附劑，詳細研究了材料對于水溶液中[AuCl4]?的吸附性能，包括最大吸附量、吸附動力學、吸脫附循環和吸附選擇性。在隨著金離子初始濃度的增高，JNM對于金的吸附量也增大，在1000 ppm時JNM-100-AO對金的最大吸附量達到954 mg g?1，超過了大多數已經報道的MOF材料（圖3d）。此外，JNM也表現出良好的循環吸附性能，在酸性硫脲的作用下，JNM能夠進行5次循環吸附且保持較高吸附率。在高濃度干擾離子的存在下，JNM也能對金離子保持高選擇性的吸附移除。除了在實驗室條件下，JNM對金能夠高效吸附，在一些復雜體系中，JNM也有非常好的吸附性能。對于CPU廢棄物浸出液、生活污水、工業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CPU廢棄物中回收0.61g黃金，其純度高達23.8K（圖4c）。
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圖4 (a) JNM-100-AO從復雜體系中提取金的動力學研究。(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基金、國家自然科學基金重點項目、廣東省重大基礎與應用基礎計劃、廣東省自然科學杰出青年基金、廣東省國際合作項目、廣州市科技計劃項目和暨南大學等項目的資助。

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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