Hiện tại, nhu cầu ngày càng tăng đối với các thiết bị điện tử đã khiến số lượng máy tính và điện thoại bị bỏ đi ngày càng nhiều. Tuy nhiên, chỉ khoảng 17,4% lượng rác thải này được tái chế. Hầu hết các thiết bị điện tử và chip đều chứa các kim loại quý như vàng, và cả các kim loại nặng, độc hại khác như chì, thuỷ ngân và cadmium có thể gây ô nhiễm đất hoặc nguồn nước ngầm.
Thông thường, việc khai thác đô thị này (quy trình tái chế rác thải nói chung, trong đó có rác thải điện tử) có liên quan đến việc sử dụng chất lọc để tẩy rửa kim loại trong chip hoặc bộ xử lý đã qua sử dụng. Sau đó, vàng mới được chiết xuất và lẫn trong dung dịch được tạo ra từ quá trình trên. Song, quá trình này lại tương đối kém hiệu quả vì phức tạp và chỉ khiến môi trường thêm ô nhiễm.
Nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học từ Đại học Hạ Môn và Đại học Công nghệ Bắc Kinh có thể giúp vấn đề này được giải quyết. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu tổng hợp có thể chiết xuất vàng từ dung dịch lỏng được tạo ra sau quy trình lọc nhanh hơn, hiệu quả hơn, theo một bài báo đăng trên tạp chí Science Advances.
Vật liệu tổng hợp này bao gồm một tấm khung như bọt biển có tên BUT-33 và một chất hoá học đặc biệt là para-phenylenediamine (pPD). Phần BUT-33 có rất nhiều lỗ nhỏ để các hạt vàng không thể lọt qua, trong khi phần pPD như nam châm hút kim loại. Theo các nhà nghiên cứu, 2 phần này có thể phân loại vàng khỏi dung dịch gốc nước nhanh chóng và hiệu quả.
Để kiểm tra hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã đo tốc độ mà họ có thể chiết xuất vàng từ dung dịch. Peng Li, phó giáo sư tại Đại học Hạ Môn và tác giả chính của bài báo, cho hay: “Khoảng 90% ion vàng được chiết xuất trong 15 giây, tỷ lệ này tăng lên 99 sau 45 giây. Ngoài ra, 1g của vật liệu này cũng có thể hấp thụ khoảng 1.600mg vàng.”
Nhóm các nhà nghiên cứu cho hay, vật liệu này có thể được tái sử dụng mà không hề giảm hiệu quả, qua đó giúp giảm chi phí vật liệu tái chế chất thải. Sau vài chu kỳ sử dụng, một số nguyên tố pPD sẽ kém hiệu quả hơn do phản ứng với các ion vàng. Tuy nhiên, phần này dễ được tái tạo bằng cách rửa hỗn hợp bằng dung dịch vitamin C, tạo phản ứng hoá học giúp pPD trở về trạng thái ban đầu.
Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã xử lý vật liệu này bằng vitamin C mỗi 5 chu kỳ và và nhận thấy nó vẫn giữ được hiệu quả chiết xuất 99% sau 15 chu kỳ. Sau khi hỗn hợp được dùng để lọc các ion vàng từ dung dịch, nó được đốt ở nhiệt độ 900 độ C.
Peng cho biết thêm: “Các thử nghiệm tiếp theo cho thấy độ tinh khiết của vàng trong sản phẩm cuối cùng đạt hơn 99%, tức là đạt yêu cầu.”
Để quá trình này không gây hại cho môi trường, nhóm các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp lọc trung hoà do các nhà nghiên cứu của Đại học Sư phạm Thiểm Tây tạo ra, đây là quy trình tạo ra ít axit thải hơn so với các phương pháp xử lý hoá chất truyền thống.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm vật liệu này với nước sông và nước biển, môi trường mà các ion bị cản trở và các chất hữu cơ ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ. Kết quả là, loại vật liệu này hoạt động hiệu quả trong mọi điều kiện, mở ra tiềm năng chiết xuất vàng từ nước thải, nơi được cho là chứa nồng độ kim loại cao.
Tham khảo SCMP