1. 背景几千年来，**一直处于社会发展的中心，首先是因为它的***和惰性金属特性，最近在人类历史上，由于它在电子、催化、航空航天、电镀、纳米技术、医学和生物技术方面的技术应用。 **优异的导电性、延展性、反射性、生物相容性和稳定性使其成为微电子行业不可或缺的一部分，同时推动绿色化学和燃料创新的进步。 作为一种因技术发展而需求量很大的不可再生资源，从城市生活垃圾、废弃电子电气设备（电子垃圾）和工业废水中获取废物尤为重要。 电子垃圾是世界上增长最快的固体废物，预计2023年产量将达到6130万吨。 它是电子垃圾中最有价值的组成部分之一，可以带来高利润; 然而，目前的方法是资源密集型的，因此需要开发更有效的提取材料来应对电子废物稳步增长的需求。
二、研究内容最近苏黎世联邦理工学院raffaele mezzenga研究了从乳制品工业副产品乳清中提取的蛋白质淀粉纳米纤维af），如一种来自电子垃圾的新型吸附剂中**金结果表明：AF气凝胶具有显著的金吸附能力（166.）。7mg g）和选择性，是一种高效的金**吸附剂。此外，由于AU沿（111）平面生长，AF气凝胶是将金离子转化为单晶薄片的有效模板。 当用作电子废物溶液（溶解在合适溶剂中的计算机板）中的**金的模板时，可以获得 21-22 克拉（约 90%）的黄金8wt.%）的高纯度金块。该过程的生命周期评估和技术经济分析最终巩固了蛋白质纳米纤维气凝胶作为提取电子废物的环保和经济可行的方法的潜力。 相关研究工作包括：Food Waste Amyloid Aerogels“从电子垃圾中回收黄金”发表在国际顶级期刊上advanced materials以上。 
三、研究内容这项研究展示了乳清（乳制品行业的主要副产品）如何被加工成AF气凝胶，以选择电子废物（图1）。 两种主要废物**（电子废物和食物废物）得到可持续修复，减少其对环境的影响，并从循环经济原则中产生净值。 
图1从食物垃圾（乳清）和电子垃圾中提取纯金的路线示意图如图2a所示，所得的AF气凝胶重量轻（密度33）。18mg·cm-3，孔隙率97%），具有优良的机械稳定性和水稳定性。图2b显示，用AF气凝胶处理后，混合物的金浓度从950 ppm下降到130 ppm，表明AF气凝胶吸附了3320克金。 此外，除**外，浓度仅略有变化。 据观察，气凝胶去除金的效率为933%，吸附量为1667mg/g。反之，Cu、Ni、Pb、Zn、Cr、Fe和Mn的去除效率为19%（图2c）。 Cu、Ni、Pb、Zn、Cr、Fe和Mn的吸附能力分别为Cu、Ni、Pb、Zn、Cr、Fe和Mn。 3和0mgg（图2D）。 这些结果是通过被动吸附极高浓度的重金属溶液获得的，表明与其他金属离子相比，AF气凝胶对金离子的选择性更强。 Swillens 和 Motulsk 方法绘制的吸附等温线呈现出 L 曲线模式，随着金浓度的增加，定位空位结合位点变得越来越具有挑战性（图 2E）。 饱和极限和结合常数分别为54%64mm 和 11832m-1。值得注意的是，AF气凝胶对金的最大吸附能力范围为012 mg g 至 1887 mg g，浓度为 100,000 ppm。 在1000ppm时，金的吸附能力达到190 mg g，略高于相同浓度下混合金属环境中的吸附能力。 如图2F所示，在与AF气凝胶接触仅5分钟内，金浓度下降了77%，至143 mg，并在30分钟后趋于稳定。 这种突然下降意味着金离子的快速传质，以及它们与AF气凝胶结合位点的快速相互作用。 图2g显示，这种快速吸附过程遵循准二级反应，表明化学吸附是吸附反应的主要机制。 
图2图3A显示了在用低浓度金溶液（10 ppm）处理过程中AF气凝胶表面形成的金纳米颗粒。 当金溶液的浓度增加到1000 ppm时，AF气凝胶不仅吸附金，而且还将其还原为单晶形式（图3B）。 AF气凝胶样品的光学显微镜图像支持了这一点（图3C）。 在图3D中，SEM显示了在AF气凝胶的内表面上形成的金微孔板。 微孔板保持各种大小的三角形和六边形，但始终具有 120° 的角度对称性。 所得金（纳米颗粒和纳米片）的大小和性质的变化可归因于氨基酸的复杂相互作用，这会影响还原和封盖效应以及金的浓度。 图 3E 中的 XRD 显示了 2 个角。 6°和77在6°处存在四个不同的峰，对应于元素金（AU0）金属的面心立方（fcc）晶格结构的（111）、（200）、（220）和（311）晶平面的特征布拉格反射，证实了结晶金纳米板的形成。 使用Scherrer方程，确定平均晶粒尺寸为32 nm。 形貌高度分析表明，多边形单晶看起来非常平坦，并保持在55nm左右的一致高度（图3f）。 图3G-I显示了薄片层的STEM，AF促进了薄片的形成。 HAADF图像清楚地显示了整个TEM样品中刻面颗粒的显著多晶形态（图3G）。 图3H显示了图3G中颗粒的Au-LA和C-Ka信号的彩色叠加，并确认形状非常规则的多边形是位于TEM支撑网格的网状非晶态碳箔上的AU片。 从图3i可以看出，SAD代表非常薄的薄片，具有薄片的特征，是薄片最突出的[111]面外晶体取向。 
图3使用AF气凝胶形成的金纳米颗粒和晶体如图4所示，在AF处理之前，溶液中的金浓度为144ppm，远低于其他金属，如铜（2711ppm）或铁（5033ppm）。 即使在这些条件下，AF气凝胶也具有显着的吸附能力，处理后溶液中的金含量降至048 ppm（图4a）。 图4b显示，金浓度的降低等于66去除效率为8%，而铜（第二大吸附金属）的去除效率仅为156%，表明AF气凝胶的高金选择性。 
图4AF气凝胶处理和金在电子垃圾溶液中的性能如图5a所示，金离子吸附后，AF气凝胶经过热处理，最后从该工艺**质量为05克金块。 图5b显示，金块主要含有金（908wt.% 铜和镍含 109 和 0018wt.%剩余金属含量小于0025wt.%。**金块的高纯度证明，相当于约21-22克拉。 在图5b中，AF气凝胶在Au**中的碳足迹约为87 g CO2eq，而对于活性炭部署，量达到116g CO2eq。 与活性炭相比，使用AF气凝胶作为黄金**的吸附剂可使淡水富营养化减少71%，化石消耗减少64%（图5c和d）。 如图5E和G所示，与活性炭相比，AF气凝胶对人类健康和资源的损害始终较小。 然而，AF气凝胶对生态系统的破坏比活性炭更大（图5F）。 事实上，LCA分析表明，将蛋白质类型从乳清改为豌豆和马铃薯蛋白，生态系统损害分别减少了41%和53%，对生态系统的损害比活性炭要小。 综上所述，这些结果凸显了AF气凝胶在将AF气凝胶与电子废物分离方面的经济可行性和环境优势。 
图5电子垃圾AF气凝胶的技术经济分析与生命周期评估4. 结论与展望这项研究证明了从食品副流（如乳清蛋白）中提取AF气凝胶作为从电子垃圾中提取黄金的高效和选择性吸附剂的成功应用。 与电子废物中存在的其他金属相比，AF气凝胶表现出显着的金吸附能力和选择性，使其成为可持续采矿的有前途的材料。 此外，AF气凝胶能够在吸附过程中将金离子转化为金纳米颗粒和元素晶体薄片。 AF气凝胶用于溶解计算机主板电子垃圾溶液中的黄金，从而产生约21-22克拉的高纯度金块。 这些发现，以及该过程的生命周期评估和技术经济分析，以现实的基准运行，证明了AF气凝胶作为一种新的环保方法的潜力，可以满足电子废物日益增长的需求，有助于循环经济原则和可持续资源管理。 文献链接：