علوم |
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، روش جدیدی که توسط یک تیم تحقیقاتی به رهبری محققان دانشگاه کرنل ایجاد شده است، راه حل دوگانه‌ای را برای دو مشکل محیطی مهم ارائه می‌دهد؛ بازیافت ضایعات الکترونیکی و کاهش انتشار کربن دی اکسید(CO۲).
نوآوری این تیم، طلا را از وسایل الکترونیکی دور ریخته بازیابی می‌کند و از آن به عنوان کاتالیزوری برای تبدیل گاز گلخانه‌ای CO۲ به مواد آلی مفید استفاده می‌کند.
به گفته امین زاده‌نظری، محقق ارشد و دانشمند فوق دکترا در آزمایشگاه پروفسور علیرضا عباس پور راد در دانشگاه کرنل، این رویکرد با تولید سالانه تقریبا ۵۰ میلیون تن ضایعات الکترونیکی که تنها ۲۰ درصد آن بازیافت می‌شود، می‌تواند به کاهش بار زیست محیطی کمک کند.
استخراج طلا از ضایعات الکترونیکی
ضایعات الکترونیکی منبعی غنی از طلا هستند که حداقل ۱۰ برابر بیشتر از سنگ معدن طبیعی طلا در هر تن طلا دارند. از آنجایی که پیش‌بینی می‌شود ضایعات الکترونیکی جهانی تا سال ۲۰۳۰ به ۸۰ میلیون تن برسد، روش‌های بازیابی کارآمد آنها به طور فزاینده‌ای حیاتی هستند.
زاده‌نظری دو چارچوب آلی کووالانسی ابتکاری مرتبط با وینیل(VCOF) را سنتز کرد، موادی که برای استخراج یون‌ها و نانوذرات طلا از تخته‌های مدار دور ریخته‌شده طراحی شده‌اند. در این میان، یک VCOF گزینش‌پذیری استثنایی را نشان داد و ۹۹.۹ درصد طلا را جذب کرد و در عین حال از فلزات دیگری مانند نیکل و مس دوری کرد.
زاده‌نظری می‌گوید: می‌توانیم از COFهای حاوی طلا برای تبدیل CO۲ به مواد شیمیایی مفید استفاده کنیم. با تبدیل CO۲ به مواد با ارزش افزوده، ما نه تنها تقاضای دفع زباله را کاهش می‌دهیم، بلکه مزایای زیست محیطی و عملی را نیز ارائه می‌دهیم. این یک رویکرد برد-برد برای محیط زیست است.
تکنیک‌های سنتی برای بازیابی طلا اغلب بر مواد شیمیایی خطرناکی مانند سیانید تکیه می‌کنند که خطرات زیست محیطی قابل توجهی را به همراه دارد. در مقابل، روش زاده‌نظری از جذب شیمیایی که فرآیندی ایمن‌تر و سازگار با محیط زیست است، استفاده می‌کند.
چارچوب‌های آلی کووالانسی که به دلیل ساختار متخلخل خود شناخته می‌شوند، در کاربردهای مختلف از ذخیره انرژی گرفته تا سنجش شیمیایی، تطبیق پذیری بالایی را ارائه می‌دهند. زاده‌نظری با استفاده از تتراتیافولوالن(TTF) یک TTF-COF ایجاد کرد که به دلیل ترکیب غنی از گوگرد که طلا به طور طبیعی به آن متصل می‌شود، در جذب طلا عالی بود.
این ماده دوام قابل توجهی را نشان داد و کارایی خود را در ۱۶ دوره شستشو و استفاده مجدد حفظ کرد.
تبدیل CO۲ به ترکیبات آلی
COF مملو از طلا در مقابله با تغییرات آب و هوایی نیز ارزشمند است. این ماده در شرایط متوسط(فشار CO۲ محیط و دمای ۵۰ درجه سانتیگراد) کربوکسیلاسیون CO۲ را به ترکیبات آلی تسهیل می‌کند.
این فرآیند نه تنها انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد، بلکه مواد شیمیایی با ارزش افزوده ایجاد می‌کند و تأثیر زیست‌محیطی این روش را افزایش می‌دهد.
این مطالعه که در مجله Nature Communications منتشر شده است، اهمیت بازیابی فلزات گرانبها از ضایعات الکترونیکی با گزینش‌پذیری بالا و حداقل آسیب زیست محیطی را برجسته می‌کند.
پروفسور عباس پور راد بر اهمیت دقت در این فرآیند تاکید کرد. وی می‌گوید: دانستن اینکه چه مقدار طلا و سایر فلزات گرانبها وارد این نوع وسایل الکترونیکی می‌شود، بازیابی آنها به گونه‌ای که بتوانید فلز مورد نظر خود(در این مورد طلا) را به طور انتخابی استخراج کنید، بسیار مهم است.
با ادامه انباشت ضایعات الکترونیکی، نوآوری‌هایی مانند این امید به آینده‌ای پایدارتر را فراهم می‌کنند. آینده‌ای که در آن منابع ارزشمند بازیافت شده و تهدیدات زیست محیطی کاهش می‌یابند.
ارسال نظرات