金、银、铂、钯……

它们是工业的战略资源

在催化、电子、医疗领域

不可替代

但需求飙升，矿石枯竭

资源正被透支

另一边

电子垃圾、工业废水中

却蕴藏着大量贵金属

构成一座尚未充分开发的

“城市矿山”

那么如何开采它们？

吸附法

是最有潜力的路径之一

但传统材料有个死穴：

捕获金属即失活、饱和

无法连续使用

所以，关键问题来了：

如何让失活的位点 “再生”？

如何突破吸附极限

构筑能连续高效回收的吸附材料？

这正是该领域亟待解决的核心挑战

针对上述传统吸附材料“一次即废”的关键挑战，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授、林歆怡教授团队创新性地提出了一种光化学再生策略，在该领域取得了重要突破。

他们巧妙模仿自然界的光合作用机制，设计出一种可在光照下“原位再生”的吸附材料，实现对贵金属的连续高效捕获，吸附容量可达现有主流材料的三倍以上。相关成果近日发表于国际期刊《Nature Water》上。

01

酚-醌循环+光生电子：

揭秘吸附位点“再生”的奥秘

他们通过将酚-醌氧化还原循环整合到纳米碳气凝胶上，实现了活性吸附位点的再生以及对多种贵金属的反复捕获与释放，为金属回收提供了一条实用且可持续的途径。

具体而言，本研究在具有光电效应的纳米碳气凝胶骨架上构建了多酚界面复合层，酚羟基通过配位作用吸附贵金属离子并向其提供电子，将其还原为金属单质，同时酚羟基自身被氧化为醌式结构；光照条件下，纳米碳气凝胶产生的光生电子迁移至界面并将醌式结构原位还原为酚羟基，从而实现吸附位点的再生。

光化学再生多酚界面的构建及其贵金属回收机理示意图

据团队成员、江南大学化学与材料工程学院副教授吕嫣介绍，团队此前长期从事高分子气凝胶吸附研究（如空气过滤、水体净化）。一次“头脑风暴”让他们萌生新想法：能否用气凝胶吸附贵金属？于是，团队从废旧电路板、CPU入手开展试验，最终通过将酚-醌氧化还原循环嵌入光活性纳米碳气凝胶，实现了贵金属的连续回收。

团队在实验室收集的黄金

论文作者之一、新加坡南洋理工大学博士仲启智形象描述了“溶液炼金”过程：

“我们将光活性纳米碳气凝胶放入 ‘电子垃圾’ 浸出液，这块凝胶就犹如一块海绵，表面有一个个小抓手，可以一次性吸附电子面板中的金、银、铂等贵金属离子，在太阳光照射后，通过光化学反应，这些贵金属离子就可以变成细小的贵金属颗粒。”

02

从电子垃圾到战略资源：

光化学再生技术展现广阔应用前景

“通过这一设计，我们不仅突破了传统吸附材料活性位点无法再生的瓶颈，更将吸附性能提升至前所未有的水平，真正实现了‘变废为宝’，为深陷资源困境的现代工业提供了新的可持续发展路径。”论文通讯作者、江南大学化学与材料工程学院副教授吕嫣表示。

研究还表明，这套 “光化学再生”技术对银、铂、钯等其他贵金属同样表现出优异的捕获能力和再生性能。在模拟太阳能电池板、燃料电池催化剂等真实复杂场景中，其吸附效率接近100%，展现出广阔的应用前景和普适性，为实现多种战略资源闭环回收提供了新路径。

面向未来

这项普适于金、银、铂、钯的技术

将为深陷资源困境的现代工业

注入新的绿色动能

从江南大学出发

让科技之光照亮

战略资源闭环回收的新征程