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  作為一種具有獨特物理和化學性質（如出色的導電性、耐腐蝕性和高）的貴金屬，黃金因其珠寶價值而聞名，并且在眾多重要應用中發揮著關鍵作用。此外，黃金需求的不斷增長，加上其儲量有限，凸顯了有效回收方法的必要性，尤其是從電子廢棄物（e-waste）中回收。鑒于電子廢棄物中的黃金濃度比天然礦石高出多達100倍，電子廢棄物成為城市采礦的重要資源。因此，從電子廢棄物中高效回收黃金，既能緩解資源短缺，又能解決電子廢棄物堆積帶來的環境問題。

  近日，東華大學廖耀祖/張衛懿課題組通過將1,2,4-三氮唑型離子液體通過靜電引入COFs的納米通道中，隨后進行原位聚合，設計并構建了一種有序排列的多孔聚卡賓吸附劑（圖1），用于電子廢水中金的高效捕獲并原位還原。這種有序排列的聚卡賓材料與COFs納米通道強制對齊，與先前報道相比，在吸附平衡時間和材料穩定性方面表現出顯著增強的性能，從而形成了一種結構穩定的吸附劑。PIL鏈通過納米約束有效地固定在COF孔內，為增強PIL單元與COF材料之間的相互作用提供了一種新的策略（圖2）。吸附性能研究發現（圖3），這種聚卡賓@共價有機框架材料的金吸附容量高達1.9 g/g，并且在10分鐘內表現出90%的金吸附率的出色吸附動力學，同時將Au³⁺還原為金屬Au⁰，從而實現直接回收和再利用黃金。此外，這種聚卡賓@共價有機框架納米陷阱在很寬的pH范圍內都表現出高效性，并且在多次吸附-解吸循環中保持穩定，突顯了其作為可持續且堅固的貴金屬回收平臺的潛力。真實水樣和模擬電子廢棄物樣品測試結果顯示（圖4），金離子的去除率均超過了90%，遠遠超過其他金屬離子。這些結果突顯了Polycarbene@COFs在從電子廢棄物中提取金方面具有很強的實際應用潛力。通過XRD、SEM、XPS分析（圖5）和密度泛函理論（DFT）計算（圖6）探究了金高效吸附與還原的機制。結果顯示Polycarbene@COFs可高效捕獲金并原位還原，其在水溶液中對金的吸附是自發的，且熱力學有利。孔道內帶正電的Ptriaz-CONH₂強烈傾向于捕獲AuCl₄^-，理論計算結果與觀察到的高吸附效率一致。

圖1 基于1,2,4-三氮唑的Polycarbene@COFs吸附劑

圖2  Polycarbene@COFs吸附劑的結構表征

圖3 Polycarbene@COFs吸附劑的吸附性能

圖4 Polycarbene@COFs在真實水樣及真實電子廢水中的吸附性能

圖5 Polycarbene@COFs與金的結合作用分析

圖6 Polycarbene@COFs吸附機制計算

  該工作近期發表在《Advanced Functional Materials》上，碩士生李紫嫣和博士生陳楓為論文的共同第一作者，通訊作者為廖耀祖研究員和張衛懿研究員。瑞典斯德哥爾摩大學袁家寅教授為共同作者，先進纖維材料全國重點實驗室、東華大學材料學院為第一通訊單位。該論文得到了國家自然科學基金項目，國家重點研發計劃項目，中央高校基本科研業務費專項基金項目，上海市學術帶頭人項目，上海市自然科學基金項目等項目的資助。

  文章鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202507398