通讯员 于乐 科技日报记者 李诏宇
随着现代工业对贵金属需求持续增长，如何从电子废弃物、工业废水等“城市矿山”中高效、低成本、绿色回收金、银、铂、钯等战略资源，已成为全球关注的热点难题。
近日，江南大学化学与材料工程学院刘天西、林歆怡教授团队在该领域取得重要突破。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《自然-水》。
传统吸附材料虽能通过活性位点与贵金属离子发生配位或氧化还原反应实现回收，但一旦反应完成，活性位点即“失活”，材料迅速饱和失效，难以持续使用。如何实现活性位点的原位再生，已经成为制约该领域发展的关键瓶颈。
江南大学研究团队从光合作用中获得灵感，提出一种全新的“光化学再生”策略。他们在纳米碳气凝胶骨架上成功构建了“酚—醌氧化还原循环”。该材料表面富含酚羟基，可作为活性吸附位点：当贵金属离子靠近时，酚羟基通过配位作用吸附离子并向其提供电子，将其还原为金属单质，同时自身被氧化为醌式结构；在光照条件下，纳米碳气凝胶产生的光生电子迁移至界面，将醌式结构原位还原为酚羟基，从而实现吸附位点的再生，赋予材料“永续使用”的能力。
“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。
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