审查
，卷:19(7)新型还原剂连续法电子板从工业废料中回收纳米金
此前Fotovat＊， Alireza Feizbakhsh
伊朗德黑兰伊斯兰阿扎德大学化学系
＊通讯作者:A Fotovat，伊斯兰阿扎德大学化学系，伊朗德黑兰。电子邮件:(电子邮件保护)
收到:2021年7月26日;接受:2021年8月9日;发表:2021年8月16日
摘要
电子板是常见的和可开发的黄金来源之一，广泛用于多种类型的工业。金(Au)元素是一种电子粒子，可用于各种应用，如医学，工程，和生物学通过调整其表面功能和颗粒大小。这种材料的一个值得注意的特点是，随着其颗粒大小的变化，其性质发生了变化。换句话说，通过将其颗粒大小从微米转移到纳米，表面积与体积比增加，从而出现、改变或改善新的结构特性。各种物理、化学和生物方法被用来制造这些颗粒。在这些方法中，化学和多材料组合被用作还原剂。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、x射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等测试已经证实了从电子板中高质量地生产和正确地提取纳米尺度的金颗粒。
关键字
黄金回收;浪费电子产品;纳米尺寸;黄金水晶
简介
银、金、铂等贵金属的回收利用在各行各业都有广泛应用。如今，从二次来源回收这些金属受到高度重视，因为它的应用范围广泛，成本高。二次资源的好处包括盈利能力、就业和环境援助，因此废料的使用将减少由这些物质在环境中的存在引起的有害反应。联合国电子垃圾监测显示，世界上有44.7亿台未使用的电子设备，包括手机、电脑和电视。在这些设备中，有相当数量的有价值的矿物。然而，其中只有20%被回收，其余的都被遗弃了[1］．在这方面，金属在医疗领域的使用将导致诸如疾病的检测癌症采用低毒性、选择性和高活力的概念。各种化学、物理和生物方法可以从电子废料板和二次来源中回收这些颗粒。在传统的化学方法中，使用柠檬酸盐或硼氢化钠等还原剂。近年来，有机盐和离子液体的应用也得到了重视。在这些方法中，微乳液法因其粒度和形貌更为均匀而备受关注。研究了各种还原剂在电子计算机板中回收金的效果。采用化学法还原还原剂，采用绿色合成法回收金颗粒。在本研究中，我们使用了一种铁化合物，它是锌之后主要的金还原剂，来回收颗粒。这种材料与金有较大的电压差，在回收过程中可以达到很好的效果。报道了一种有效、简单、高选择性的尼龙12基三维(3D)打印清除物，用于从印刷电路板废物的王水提取物中回收金。 Using the easy to handle and reusable 3Dprinted meshes or columns, gold can be selectively captured both in a batch and also continuous processes by dipping the scavenger into the solution or passing the solution containing gold through the column [2］．利用3D打印优化拾荒器物体的形状、大小和流动特性的可能性使拾荒器能够满足任何加工厂的要求。酰胺基与金配合物之间的结合机制估计与酰胺基质子化氢与金配合物氯化物之间的氢键有关。对金有选择性的原因可能是由于复杂的方形平面几何结构中的一个电荷。以天然氨基酸l -蛋氨酸为原料合成了一种新型手性三维硫烷基功能通道。众所周知，金对硫衍生物具有很强的亲和力，加上装饰通道的硫醚“臂”具有极高的灵活性，这说明在电子废物中通常发现的其他金属阳离子存在的情况下，金(III)和金(I)盐的选择性捕获。不同金吸附剂AuIII1和AuI1的x射线单晶结构表明，金属捕获发生在金属离子识别过程中，在某种程度上模仿了生物系统和蛋白质受体中发生的事情。AuIII和AuI1均表现出较高的炔烃氢化烷氧基多相催化剂活性，进一步拓展了这些新型杂化材料的应用范围。本研究的另一个目标是在纳米尺度上提取金颗粒。合成纳米级材料，不同的方法，如自顶向下，自底向上和纳米结构模型。在自上而下的方法中，纳米颗粒是通过修饰和形成质量材料制成的。在这种方法中，选择大尺度材料(宏观或微米尺寸)，通过减小其尺寸和形状来实现纳米级产品。在自下而上的方法中，成品由更简单的材料组成，通过将原子和分子(尺寸小于纳米级)聚集在一起来实现纳米级产品。如前所述，有多种制备金纳米颗粒(AuNPs)的方法。本研究采用一种新的方法，以金电子废料、王水为溶剂、硫酸亚铁为还原剂制备AuNPs。
文献综述
37%盐酸，电子板，王水，尿素(默克公司)，硫酸亚铁(默克公司)，和去离子水，没有额外的净化和到达时使用。本研究采用还原剂(还原性化合物)提取Au NPs。首先，5个电子板在200毫升的1m盐酸溶液中以100?冷却15分钟后，溶液通过过滤器，金箔分离。在第一阶段分离的金盘与王水混合，以100?直到金在溶液中完全溶解。10分钟后，溶液冷却至70?然后形成[NO3]-。为了中和溶液，向上述溶液中加入200毫升1 M尿素，以100?直到尿素和金的反应完成。 Next, 150 ml of 0.1 M ferrous sulfate was added to the system, and the resulting solution was stirred for 15 min. The solution was finally filtered and washed, and the resulting solid containing Au NPs was dried for 24 h under ambient conditions. An overview of the electronic plates used and the solid gold extracted. Furthermore, reactions 1 to 3 (dissolution of gold in hydrochloric acid) were carried out to make Au NPs.
采用DR 500紫外-可见光谱(UV-Visible Spectroscopy)实验室分光光度计光谱RXI研究了Au NPs的存在和成功生产。使用HORIBA光衍射粒度分析仪LB-550对合成纳米颗粒的尺寸进行了研究。利用数字扫描电子显微镜对合成的Au NPs的形貌、微观结构和尺寸进行了分析。采用XRD (Philips PW-180)测试对合成的纳米颗粒的晶体结构和化学成分进行了分析。最后，为了观察合成纳米颗粒的质量和结构内形态，采用透射电镜测试[3.］．此外，还对从电子板中提取的元素进行了测试，以确保系统中存在金。结果证实了纳米粒子合成后体系中存在金和铜，说明它们的合成和提取是正确的。结果中铜的存在也是由于它存在于电子板结构中。
采用还原剂减法制备的纳米颗粒在紫外可见光谱中表现出约400-700 nm的峰值。如图所示，在670 nm处的峰值支持这一说法。因此，可以认为，亚铁类还原剂有助于从电子板中提取Au NPs。为了获得最佳质量的图像，我们制备了薄而光滑的标本，并使用碳粘合剂将其粘在标本架上，并与金一起插入沉积室。接下来，样品被放置在隔间中，在真空下暴露在电子束下。可以看出，半球形Au NPs被很好地合成了。所述半圆形纳米颗粒表面均匀光滑，粒径分布均匀。在某些区域，它们变成了块状，这表明了几个粒子的整合。此外，通过测量粒子，可以清楚地观察到纳米尺度上粒子的存在。因此，可以说该合成方法质量良好，能合成均匀的半球形粒子。
如前所述，纳米金衍生工艺是一种有效的方法，可作为一种有用的金提取方法。下一步，应对各变量及其对金回收率的影响进行参数化研究浪费电子产品(4］．为此，应绘制和驱动校准图。为此，制备了金纳米颗粒(100 ppm)的标准溶液，并借助原子吸附技术，记录了所有样品的吸附量。用该标准溶液配制了10、20、30、40、50 ppm不同浓度的溶液，并记录了吸附峰。采用校准曲线的主要原因是回收过程中的浓度计算，在本研究中具有重要意义。除金浓度外，还考察了金在不同浓度下的吸附性能。为此，假设溶液体积、pH、时间、实验温度等参数不变，唯一的非恒定变量为金离子浓度。实验时间为30分钟，金标准纳米颗粒浓度为3 - 20ppm, pH约为考察体积效应，制备了5、10、15、20、25 ml不同体积金标准溶液，其他参数均为常数。[26]随着溶液体积的增加，回收率明显降低[5］．
结论
在这项研究中，金纳米颗粒是使用一种由亚铁化合物制成的还原剂从电子板中提取的。XRD结果表明，该纳米颗粒具有(1 1 1)和(0 2 2)的结晶结构。紫外可见光谱学在400-700 nm范围内还发现了一个金颗粒的峰值。最后，对合成的金颗粒进行了SEM和TEM测试，以确定其形貌、微观结构和尺寸。结果表明，Au NPs均质均匀。
参考文献
- 吴春春。纳米颗粒与环境的关系。J空气浪费农学通报，2005;55(6):708-746。
- Beydoun D, Amal R，低G等。纳米粒子在光催化中的作用。中国地质大学学报，1999;1(4):439-458。
- De M, Ghosh PS, Rotello VM。纳米颗粒在生物学中的应用。兽医学报，2008;20(22):4225-4241。
- 彭舒，李志强
