Materiales metálicos de unas pocas capas atómicas de espesor pueden extraer muy rápidamente el oro presente en el agua y en las soluciones. Los investigadores anuncian una eficacia del 99.99 % en 15 segundos para iones de oro disueltos. Así recuperaron 0.15 g de oro a partir de 30 procesadores informáticos antiguos.
El reciclaje de los residuos electrónicos suele basarse en una disolución previa de los metales. Esta etapa produce un líquido que contiene muchos iones diferentes. El principal obstáculo consiste luego en capturar el oro con una alta selectividad, sin recuperar al mismo tiempo el cobre, el níquel u otros elementos mucho más abundantes.
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El equipo estudió varios dicalcogenuros de metales de transición en forma bidimensional. Estos materiales combinan un metal con azufre y pueden formar láminas muy delgadas. Las variantes ensayadas incluían especialmente el disulfuro de molibdeno, de tungsteno, de tantalio y de titanio.
Estas láminas capturaron los iones Au3+ con gran rapidez. La eficacia medida alcanzaba el 99.99 % después de 0.25 minutos.
El disulfuro de titanio presentó la capacidad más alta. Un gramo de material podía fijar teóricamente hasta 9 093 mg de oro en las condiciones experimentales. Este valor supera en aproximadamente un orden de magnitud al de muchos adsorbentes de referencia comparados por los autores.
El mecanismo combina adsorción y reacción química. Los iones de oro se fijan en la superficie rica en electrones y luego se reducen a oro metálico.
Para probar una situación más cercana al reciclaje, los investigadores produjeron 5 g de nanohojas de disulfuro de titanio. Las ensamblaron en membranas y luego trataron una solución obtenida a partir de 30 procesadores usados. El procedimiento proporcionó 0.15 g de oro de 23.8 quilates.
Esta demostración se ha realizado a escala de laboratorio. El costo de fabricación, la vida útil de las membranas y su regeneración deberán evaluarse en una cadena industrial. Los autores han presentado una solicitud de patente y planean ahora estudiar una producción más grande así como el tratamiento continuo de las soluciones de reciclaje.