電子廢棄物被認(rèn)為是“城市礦藏”，是“放錯(cuò)地方的資源”。從中選擇性回收有價(jià)值金屬具有極高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一般來(lái)說(shuō)，從電子廢棄物中提取金屬包括酸浸出、水體中選擇性捕獲、還原等步驟。其中，如何構(gòu)筑新穎的材料從復(fù)雜水體中快速、高選擇性地捕獲貴金屬如金、銀等對(duì)實(shí)現(xiàn)電子廢棄物資源的高效利用顯得尤為重要。
圖1. MIL-127/PoPD合成及吸附示意圖 近日，廈門大學(xué)彭麗副教授/楊述良副教授/李軍教授和洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)Wendy L. Queen教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種可控的綠色工藝：以超臨界二氧化碳（ScCO2）為介質(zhì)，制備了一種孔道豐富的金屬-有機(jī)框架（MOF）/低聚物復(fù)合材料，MIL-127-聚鄰苯二胺（PoPD）。由于零表面張力、對(duì)低聚物單體的高溶解性、低粘度和強(qiáng)滲透性，ScCO2可以很容易地以最小的擴(kuò)散阻力滲透到MIL-127的微孔中，從而可以使低聚物單體在MOF孔道中均勻、高效地分散。與采用傳統(tǒng)浸漬策略制備的MIL-127/PoPD復(fù)合材料相比，引入ScCO2后，低聚物負(fù)載量大大提高，且合成更加容易控制。因此這種新的ScCO2輔助方法可以在MOF/低聚物復(fù)合材料合成中發(fā)揮獨(dú)特的作用。 圖2. 超臨界二氧化碳制備復(fù)合材料示意圖 通過(guò)該方法制備的MIL-127/PoPD具有優(yōu)異的Ag+吸附能力（560 mg/g），高Ag+去除率（ 5分鐘內(nèi)捕獲超過(guò)99% Ag+），同時(shí)具有高選擇性，長(zhǎng)期穩(wěn)定性和循環(huán)吸附能力。此外，MIL-127/PoPD可以從包括河水、海水、廢定影夜和電子垃圾浸出液等幾種液體中快速、選擇性地提取銀。值得一提的是，這種復(fù)合材料可以將Ag+濃度降低到美國(guó)環(huán)境保護(hù)署制定的排放標(biāo)準(zhǔn)（<0.1 ppm）以下。 圖3. 吸附性能測(cè)試 通過(guò)理論模擬，作者發(fā)現(xiàn)在MOF內(nèi)部存在空間有序的聚合物單元，這是復(fù)合材料選擇性吸附Ag+的關(guān)鍵。此外，該材料能夠?qū)g+還原到其金屬狀態(tài)，使吸附后的材料具有抗菌性能。 圖4. 吸附機(jī)理研究 該復(fù)合材料的成功構(gòu)筑與應(yīng)用為ScCO2在MOF-聚合物復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提供了新思路。通過(guò)對(duì)MOF主體和聚合物客體的合理性選擇，可以調(diào)節(jié)所得復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可望使其能夠從不同體系中高效分離目標(biāo)物種。 論文信息 Rapid, Selective Extraction of Silver from Complex Water Matrices with a Metal-Organic Framework/Oligomer Composite Constructed via Supercritical CO2 Tianwei Xue, Li Peng,* Olga A. Syzgantseva, Maria A. Syzgantseva, Peiwen Guo, Huiyan Lai, Ruiqing Li, Jiawen Chen, Shumu Li, Xiaomei Yan, Shuliang Yang,* Jun Li,* Buxing Han and Wendy L. Queen* 文章的通訊作者是廈門大學(xué)彭麗副教授/楊述良副教授/李軍教授和洛桑聯(lián)邦理工大學(xué)Wendy L. Queen教授，第一作者是廈門大學(xué)博士研究生薛天威 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202309737
