作为一种具有独特物理和化学性质（如出色的导电性、耐腐蚀性和高）的贵金属，黄金因其珠宝价值而闻名，并且在众多重要应用中发挥着关键作用。此外，黄金需求的不断增长，加上其储量有限，凸显了有效回收方法的必要性，尤其是从电子废弃物（e-waste）中回收。鉴于电子废弃物中的黄金浓度比天然矿石高出多达100倍，电子废弃物成为城市采矿的重要资源。因此，从电子废弃物中高效回收黄金，既能缓解资源短缺，又能解决电子废弃物堆积带来的环境问题。

  近日，东华大学廖耀祖/张卫懿课题组通过将1,2,4-三氮唑型离子液体通过静电引入COFs的纳米通道中，随后进行原位聚合，设计并构建了一种有序排列的多孔聚卡宾吸附剂（图1），用于电子废水中金的高效捕获并原位还原。这种有序排列的聚卡宾材料与COFs纳米通道强制对齐，与先前报道相比，在吸附平衡时间和材料稳定性方面表现出显著增强的性能，从而形成了一种结构稳定的吸附剂。PIL链通过纳米约束有效地固定在COF孔内，为增强PIL单元与COF材料之间的相互作用提供了一种新的策略（图2）。吸附性能研究发现（图3），这种聚卡宾@共价有机框架材料的金吸附容量高达1.9 g/g，并且在10分钟内表现出90%的金吸附率的出色吸附动力学，同时将Au³⁺还原为金属Au⁰，从而实现直接回收和再利用黄金。此外，这种聚卡宾@共价有机框架纳米陷阱在很宽的pH范围内都表现出高效性，并且在多次吸附-解吸循环中保持稳定，突显了其作为可持续且坚固的贵金属回收平台的潜力。真实水样和模拟电子废弃物样品测试结果显示（图4），金离子的去除率均超过了90%，远远超过其他金属离子。这些结果突显了Polycarbene@COFs在从电子废弃物中提取金方面具有很强的实际应用潜力。通过XRD、SEM、XPS分析（图5）和密度泛函理论（DFT）计算（图6）探究了金高效吸附与还原的机制。结果显示Polycarbene@COFs可高效捕获金并原位还原，其在水溶液中对金的吸附是自发的，且热力学有利。孔道内带正电的Ptriaz-CONH₂强烈倾向于捕获AuCl₄^-，理论计算结果与观察到的高吸附效率一致。

图1 基于1,2,4-三氮唑的Polycarbene@COFs吸附剂

图2  Polycarbene@COFs吸附剂的结构表征

图3 Polycarbene@COFs吸附剂的吸附性能

图4 Polycarbene@COFs在真实水样及真实电子废水中的吸附性能

图5 Polycarbene@COFs与金的结合作用分析

图6 Polycarbene@COFs吸附机制计算

  该工作近期发表在《Advanced Functional Materials》上，硕士生李紫嫣和博士生陈枫为论文的共同第一作者，通讯作者为廖耀祖研究员和张卫懿研究员。瑞典斯德哥尔摩大学袁家寅教授为共同作者，先进纤维材料全国重点实验室、东华大学材料学院为第一通讯单位。该论文得到了国家自然科学基金项目，国家重点研发计划项目，中央高校基本科研业务费专项基金项目，上海市学术带头人项目，上海市自然科学基金项目等项目的资助。

  文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202507398