第一作者:任建燃
通讯作者:马杰,朱志良
论文DOI:10.1016/j.cej.2023.147585

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传统金回收存在化学试剂使用过多、金选择性弱、固体吸附剂与金分离困难。这项工作报告了一种自驱动捕获剂,一种磁驱动的MXene/GO水凝胶(MMGH),由Ti3C2(MXene)、GO自交联封装而成和钕铁硼。在这里,我们提供了一种物理剥离金的回收方法,这使得分离加工过程简单,不使用有毒有害化学品。等温线模型拟合证明 MMGH在高酸性环境下表现出优异的金回收性能(2821.8 mg/g),并且金的纯度回收金可达99.9%(24K)。 MMGH 高金装载量的原因是协同三驱动设计材料的系统(磁性/吸附/还原)。 自驱动磁场增强传质,使MMGH 能够快速富集 Au(III),并具有选择性还原能力MXene 的驱动外表面 Au(III) 的还原。 物理分离依赖于形成由于MMGH 的动力学调节,柏叶树突状金结构的形成。 这项研究开创了全链条选择性还原结合物理剥离的金分离回收方法满足工业废液低碳回收黄金的需求。


提取金后,MMGH外表面的颜色改变了,MMGH的外面形成了一个金壳,由纵向截面图像确定(图a)。根据Au横截面的EDS图(图b),金分布仅在MMGH的外表面,这使得更多的可能性用于黄金回收方法。有趣的是,MMGH 的能力仅在外表面上沉积金在以前没有报道过黄金回收研究。 如 XRD 图所示(图g),MMGH表面在2θ = 38.1°处表现出四个不同的峰,44.3°、64.5°和77.7°,对应于标准布拉格反射面心立方的(111)、(200)、(220) 和 (311)晶格(PDF#04-0784),分别[55]。 该 XRD 图案是典型的对于纯金纳米晶体。然而,MMGH内部并没有展示对应于金的XRD 峰。

在金的选择性回收过程中,金的成分MMGH 协同合作,优化恢复流程。GO的添加可以减少MXene的堆积,同时赋予MMGH强大的机械性能。 GO展品金属离子富集能力强,但对金没有选择性。提供 MXene MMGH具有选择性吸附和还原金的能力。自驱动磁场加速对流并增强传质,金离子更快速、更均匀地富集MMGH 表面,这使得更多的离子被吸附。 这上述三个组成部分的协同效应使MMGH 能够表现出超高的回收能力和回收的超高纯度
黄金样品。表面快速形成金层MMGH 阻断了水凝胶从外部到内部的通道里面,金只沉积在外面。此外,黄金自驱动磁场产生的富集效应导致反浓度梯度的形成,这可以解释柏叶金形态的形成机制。 这独特的柏叶晶体结构是实现金分离的关键,通过物理方法,解决了强酸高温分离金的问题。
