科技成果-新型吸附材料

科技成果——新型吸附材料-從電子垃圾廢液中

提煉與富集金成果簡介1、痛點問題（1）全球范圍金礦日益枯竭與黃金重要戰(zhàn)略地位的矛盾；（2）每年工業(yè)產(chǎn)生的電子廢棄物高達(dá)4500萬噸，僅有20%得到有效回收利用；（3）現(xiàn)存后處理方案（氰化物提取法及混汞法）對環(huán)境及操作人員危害較大；（4）現(xiàn)存后處理方案（焚燒法）能源消耗大、原子經(jīng)濟性低、易產(chǎn)生有毒氣體。2、解決方案本項成果開發(fā)了一類可用于選擇性提取金元素的含硒多孔高分子材料，并為其設(shè)計了綠色非焚燒后處理及可循環(huán)使用方案?；谏鲜黾夹g(shù)，有望實現(xiàn)硒醚提煉與富集金元素技術(shù)的工業(yè)化，為可持續(xù)貴金屬資源的發(fā)展與可循環(huán)經(jīng)濟的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。3、競爭優(yōu)勢分析近五年，研究人員在本領(lǐng)域取得的代表性成果如下：（1）2018年，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院WeedyL.Queen課題組所報道的Fe-BTC/PpPDA；（2）2020年，美國西北大學(xué)J.FraserStoddart課題組與韓國科學(xué)技術(shù)院CaferT.Yavuz課題組聯(lián)合報道的COP-180;(3)2020年，本項成果開發(fā)的Se-IPDI。就三者性能與成本而言，F(xiàn)e-BTC/PpPDA吸附容量為934mg金元素/g材料，制備成本未被報道；COP-180吸附容量為1620mg金元素/g材料，制備成本為5USD/g；Se-IPDI吸附容量為802mg金元素/g材料，制備成本為0.17CNY/g?；谌缦鹿綄Σ牧系慕?jīng)濟效益進(jìn)行粗略估算：可以發(fā)現(xiàn)，Se-IPDI的經(jīng)濟效益比COP-180高2個數(shù)量級，具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。此外，Se-IPDI對銅、鎳這兩種主要干擾元素分別具有高達(dá)437倍與443倍的選擇性，對電子廢水中低濃度的金元素具有高達(dá)99.8%的吸附效率。由清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所為該項目開展的創(chuàng)新性檢索顯示，利用硒醚提煉與富集金元素，國際上沒有同類技術(shù)；金元素提煉技術(shù)的相關(guān)專利主要分布在中國和日本。4、市場應(yīng)用場景隨著《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理條例》的實施及近年來我國對綠色經(jīng)濟的倡導(dǎo)，廢棄電器電子產(chǎn)品的回收處理將會得到進(jìn)一步的社會關(guān)注與政策支持。相比傳統(tǒng)煉金工藝與現(xiàn)存其他技術(shù)，本項成果具備流程簡便、將金元素的還原與富集過程相統(tǒng)一、后處理過程綠色環(huán)保無需高溫焚燒等特點，兼具經(jīng)濟效益與社會效益，擬面向我國蓬勃發(fā)展的電子產(chǎn)業(yè)，針對廢棄電器電子產(chǎn)品，對其中的金元素實現(xiàn)選擇性高效綠色回收。5、發(fā)展規(guī)劃前期研究已成功闡明硒醚結(jié)構(gòu)選擇性富集金元素的化學(xué)機理，并推出兩款吸附材料，設(shè)計了相應(yīng)的應(yīng)用模型：（1）含硒聚氨酯：可用作工業(yè)填料柱的固相填料，通過動態(tài)萃取的方式對溶液中的離子型金元素實現(xiàn)選擇性富集（圖1a）。綠色非焚燒后處理及可循環(huán)使用方案將保證產(chǎn)品的原子經(jīng)濟性與環(huán)境友好性（圖1b）。圖1.（a）基于含硒聚氨酯的水相循環(huán)冶金系統(tǒng)；（b）含硒聚氨酯的綠色后處理及功能性再生過程。（2）含硒海綿：具有多孔結(jié)構(gòu)，便于存儲運輸、操作簡單。其微觀結(jié)構(gòu)與金提取過程如圖2所示。圖2.（a）含硒海綿提取金兀素前后的掃描電子顯微鏡圖；（b）含硒

海綿用于金元素提取。未來擬開展：（1）技術(shù)放大；（2）驗證放大規(guī)模下綠色后處理方案的可行性；（3）通過與傳統(tǒng)焚燒后處理