Graphenoxid und Chitosanschwamm haben sich als zehnmal effizienter erwiesen, um Gold aus Elektroschrott zu entfernen.

26. Oktober 2024 Bericht

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Korrekturgelesen von Bob Yirka, Phys.org

Ein Team von Chemikern und Materialwissenschaftlern an der National University of Singapore, das mit Kollegen der Manchester University in Großbritannien und der Guangdong University of Technology in China zusammenarbeitet, hat einen Schwamm aus Graphenoxid und Chitosan entwickelt, der zur Extraktion von Gold aus Elektronikschrott verwendet werden kann.

In ihrer Veröffentlichung in den Proceedings of the National Academy of Sciences beschreibt die Gruppe, wie sie ihren Schwamm hergestellt hat und wie gut er bei Tests funktioniert hat.

Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass das Entfernen von Gold, Silber und anderen Metallen aus Elektronikgeräten, die nicht mehr funktionsfähig sind, um solche Materialien zu recyceln, ein schwieriges und oft schmutziges Geschäft ist. Oftmals führt dies zu geringen Ausbeuten und zur Entstehung einer Vielzahl von giftigen Schadstoffen.

In dieser neuen Studie hat das Forschungsteam einen Weg gefunden, das Gold auf eine billigere, sauberere und effizientere Weise als konventionelle Methoden zu entfernen.

Das Forschungsteam hat seine Materialien gezielt ausgewählt - beide wurden bereits zur Goldextraktion aus anderen Materialien verwendet. Außerdem hat Graphen nachgewiesenermaßen die Fähigkeit, Ionen zu absorbieren, und Chitosan (ein natürlicher Biopolymer) ist ein bekannter Reduktionsmittel, das in diesem Fall verwendet wurde, um Goldionen katalytisch in ihre feste Form umzuwandeln.

Die beiden Materialien wurden durch Selbstorganisation von Chitosan auf zweidimensionalen Graphenflakes zu einem Verbundstoff hergestellt - ein Prozess, der auch zur Bildung von Bindungsstellen für Goldionen auf dem Material führte. Nachdem die Goldionen in das Graphen aufgenommen wurden, wandelt das Chitosan sie in ihren festen Goldzustand um, um eine einfache Sammlung zu ermöglichen - ein Prozess, den das Forschungsteam als äußerst effizient beschreibt.

Das Team testete seinen Schwamm an echtem Elektronikschrott, der von einem Recyclingunternehmen zur Verfügung gestellt wurde. Der Elektronikschrott kam in Form einer Lösungsmischung, was bedeutete, dass er mit anderen Materialien aus den elektronischen Geräten zerkleinert und zu einer Flüssigkeit gemischt worden war. Die Messung vor der Behandlung ergab Goldkonzentrationen von 3 ppm.

Der neu entwickelte Schwamm konnte etwa 17 g/g Au3+ Ionen und etwas mehr als 6 g/g Au+ extrahieren. Diese Mengen sind laut dem Team ungefähr zehnmal höher als bei jedem anderen bekannten Extraktionsprozess.

Weitere Informationen: Kou Yang et al, Graphen/Chitosan-Nanoreaktoren für eine ultraschnelle und präzise Gewinnung und katalytische Umwandlung von Gold aus Elektronikschrott, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2414449121

Journalinformationen: Proceedings of the National Academy of Sciences

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