Инновационная методика извлечения золота из электронного мусора с помощью наноструктур

Группа исследователей создала уникальные органические двумерные каркасы, оснащенные специализированными «наноловушками», способными выделять золото из отработанной электроники с эффективностью до 99,2%. Как уточнили в Минобрнауки РФ в ходе беседы с корреспондентами ТАСС, предложенный подход существенно безопаснее и экологичнее существующих промышленных аналогов.

Согласно прогнозам экспертов, к 2030 году объем глобальных электронных отходов увеличится до 82 млн тонн. Поскольку подобный мусор является значимым резервом драгоценных металлов, задача по их рациональному извлечению становится одной из наиболее приоритетных для современной индустрии переработки.

В пресс-службе ведомства разъяснили суть технологии: сотрудники Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с китайскими партнерами представили решение, которое отличается экологичностью и высокой безопасностью. Принцип работы заключается в использовании двумерных органических каркасов с интегрированными «наноловушками». Эти элементы захватывают ионы золота, после чего, под воздействием видимого спектра света, трансформируют их в чистое металлическое состояние. Экспериментальные данные подтвердили, что методика позволяет добыть до 99,2% золота, причем высокая концентрация сопутствующих примесей не препятствует успешному процессу.

В отличие от классических способов, сопряженных с использованием опасных химических реагентов, огромными энергозатратами и низкой селективностью, новая технология опирается на возможности ковалентных органических каркасов (COF). Эти структуры работают подобно химическим «губкам», внутри пор которых размещены винилазольные мостики. Данный сорбент способен удерживать объем золота, превышающий его собственную массу в 4,6 раза. Метод успешно справляется с очисткой сложных смесей, содержащих золото, медь, никель и прочие компоненты.

Профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес, являющийся одним из руководителей научной работы, подчеркнул, что созданные COF-структуры демонстрируют способность к извлечению почти всего золота, даже если его содержание в смеси крайне мало, а доля других металлов велика. Ученый отметил, что за счет наличия виниловых связей материал обретает высокую химическую стойкость и стабильность, успешно функционируя как в кислых, так и в щелочных средах. Кроме того, подчеркивается возможность многократного использования таких каркасов: показатель эффективности остается неизменным на протяжении пяти циклов сорбции-десорбции.

В международную исследовательскую команду вошли специалисты научной группы TERS-Team из Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, а также эксперты из Чжэцзянского научно-технического университета и Института технологии материалов и инжиниринга Нинбо (Китайская академия наук). Проект реализован при поддержке федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030», входящей в нацпроект «Молодежь и дети». Статья с подробным описанием результатов работы была размещена в научном издании Advanced Materials.