Spektakularna transformacja wietnamskiej sajgonki: Narodziny alchemii, która wyłapuje „złoto” ze ścieków > Wiadomości

Konwencjonalne procesy odzyskiwania metali szlachetnych są bardzo trudne z punktu widzenia ochrony środowiska. Istniejące adsorbenty stosowane do filtrowania złota z odpadów w zakładach przemysłowych zawierają duże ilości substancji chemicznych lub rozpuszczalników organicznych ekstrahowanych głównie z ropy naftowej, przy czym wskazano, że sam proces stwarza kolejne źródło zanieczyszczenia środowiska. Ponadto adsorbenty w postaci proszku są bardzo trudne do oddzielenia od cieczy po użyciu, a nawet naturalne adsorbenty na bazie biopolimerów musiały przejść złożony proces sieciowania, aby zachować swój kształt w wodzie, co czyni je wyjątkowo ekonomicznie niewykonalnymi. W tej sytuacji zespół badawczy skupił się na zaletach strukturalnych papieru ryżowego, który miał już określony kształt. Dzięki zastosowaniu materiału typu foliowego, który nie wymaga oddzielnego procesu formowania, dokonano przełomu, który jednocześnie rozwiązuje efektywność ekonomiczną i prostotę produkcji, które były największymi wyzwaniami istniejącego procesu.

Kluczową strategią przyjętą przez zespół badawczy była chemiczna modyfikacja papieru ryżowego w przyjaznym dla środowiska środowisku wodnym. W procesie tym papier ryżowy przekształca się z prostej bryły skrobi w wysokowydajny adsorbent o porowatej strukturze z licznymi mikroporami. W szczególności adsorbent ten charakteryzuje się doskonałą stabilnością mechaniczną, zapobiegając rozdarciu lub poluzowaniu nawet w ściekach z elektrośmieci w środowisku kwaśnym. Sekret selektywnego wychwytywania wyłącznie jonów złota leży w mechanizmach przyciągania elektrostatycznego i chelatacji. Umożliwiając jonom metali łączenie się z atomami papieru ryżowego w stabilną strukturę pierścieniową, osiąga się doskonałą selektywność, umożliwiającą precyzyjną selekcję wyłącznie jonów złota, nawet wśród licznych zanieczyszczeń. Spowodowało to maksymalizację wydajności odzyskiwania złota przy jednoczesnym zmniejszeniu szybkości adsorpcji innych metali, takich jak miedź, do mniej niż 0,5%.

Innym powodem, dla którego to badanie cieszy się dużym uznaniem w środowisku akademickim, jest cecha „samoredukcji”, która zachodzi podczas procesu adsorpcji. Adsorbenty z papieru ryżowego nie tylko pochłaniają jony złota, ale także wykazują unikalną reakcję chemiczną, która redukuje część z nich do nanocząstek złota. Cechy te radykalnie zwiększają efektywność odzysku złota, jednocześnie umożliwiając oddzielenie złota o wysokiej czystości w prostym procesie kalcynacji (obróbki cieplnej) po zakończeniu adsorpcji. W rzeczywistości naukowcy zasugerowali, że w procesie konwersji adsorbentu można stosować nie tylko papier ryżowy, ale także wszystkie materiały spożywcze na bazie skrobi, takie jak makaron szklany i perełki tapioki. Potwierdza to duże prawdopodobieństwo, że model obiegu zasobów o wysokiej wartości wykorzystujący wyrzucone materiały spożywcze może zostać rozszerzony na całą branżę, pod warunkiem zapewnienia stabilności podaży i popytu na surowce.

Chociaż komercjalizacja tej technologii wiąże się z pewnymi praktycznymi wyzwaniami, jej potencjał jest ogromny. Naukowcy, w tym dr Seung-su Shin, podkreślają, że w celu komercjalizacji technologii niezbędna jest standaryzacja jakości surowców adsorbcyjnych, a także optymalizacja procesów i badania nad zwiększeniem skali w celu zastosowania w rzeczywistych dużych obiektach przemysłowych. Niemniej jednak istotne jest, że dotychczasowy złożony i kosztowny proces chemiczny został zastąpiony prostym i przyjaznym dla środowiska procesem z wykorzystaniem biomasy. Technologia ta ma wszechstronność pozwalającą w przyszłości rozszerzyć zakres badań na dziedzinę odzyskiwania nie tylko odpadów elektronicznych, ale także różnych rzadkich zasobów, takich jak pierwiastki ziem rzadkich. Proces przekształcania tanich składników żywności w „strażników” chroniących kluczowe zasoby branż zaawansowanych technologii można uznać za doskonały przykład tego, jak nauka i technologia mogą przyczynić się do zrównoważonej przyszłości.