Name: detection and recovery of palladium, gold and cobalt metals from the urban mine using novel sensors/adsorbents designated with nanoscale wagon-wheel-shaped pores
Uploaded: 2015-12-06T15:00:00
Duration: 10 min 31 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Po

Эта работа была поддержана Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий и Министерства охраны окружающей среды правительства Японии.

1. Изготовление вагон-колесо-образный, кубический Ia 3 г Мезопористые монолитные Строительные леса ПРИМЕЧАНИЕ: Контролируйте кубическую геометрию (преимущественно gyroidal Ia 3 d симметрии) и микрометрических поверхностей частиц мезопористых монолитных каркасов, используя триблоксополимера Плюроник P123 P123 [; поли (этилен пропилен oxide- блокировать oxide- блокировать этилендиамин оксид) (EO 20 ПЭО 70 EO 20)] в качестве шаблона. <ol><li> В типичных условиях, добавить P123, пентадекан и тетраметилортосиликата (TMOS) при массовом соотношении от 1,6: 2: 1,2 до HCl / H 2 O (рН ~ 1,0) в 200 мл круглодонную колбу, Затем встряхнуть смесь при 45 ° С до образования однородной золь-гель. </li><li> Подключение колбу роторного испарителя и упаривают смесь при 45 ° С и начальном давлении 1,023 кПа. В этих условиях, экзотермическая гидролиза и конденсации TMOS происходить быстро. </li><li> Продолжить evaporatiна смеси в течение 10-20 мин, чтобы получить оптическую гелеобразную монолит вагон-форме колеса вокруг стенки подключения колбу 37-39. </li><li> Сушат колбу, содержащую в качестве производства монолит при 45 ° С в течение 24 ч, чтобы завершить процесс сушки. </li><li> Лечить сухой вагон колеса в форме монолита на 450 ° C в течение 8 ч при нормальных атмосферных условиях. </li><li> Измельчить прокаленного твердого монолит полностью с помощью минометов и пестиком, и магазин измельченный материал для последующего использования в качестве платформы-носителя в изготовлении СУО. </li></ol> 2. Характеристика материалов <ol><li> Высокое разрешение просвечивающая электронная микроскопия (ВРТЭМ) <ol><li> Дисперсные 1 мг образца в 5 мл раствора этанола с использованием ультразвукового очистителя, а затем падение двух капель образца на медную сетку. </li><li> Сушат под вакуумом сетки в течение 20 мин до введения образцов в колонке HRTEM. </li><li> Выполнение ВПЭМ помощью просвечивающего электронного микроскопа, подключенный к ПЗС-камеры, Запись ВПЭМ микрофотографии при ускоряющем напряжении 200 кВ, чтобы получить разрешение 0.1 нм решетки. </li></ol></li><li> N 2 адсорбции-десорбции изотермы <ol><li> Предварительная обработка универсал колеса в форме образцов при 100 ° C в течение 8 ч под вакуумом, чтобы уравновесить давление до 10 -3 торр. </li><li> Измерьте N 2 адсорбции-десорбции изотермы при 77 К, используя площадь поверхности и пор анализатора размера в соответствии с инструкциями изготовителя </li><li> Определите распределение размера пор от изотерм адсорбции с помощью теории функционала плотности нелокальной. Рассчитать удельную площадь поверхности по БЭТ (S) с помощью адсорбционных данных многоточечных из линейных сегментов N 2 изотерм адсорбции Брунауэра-использованием Эмметта-Теллера (BET) теорию. </li></ol></li><li> Малый угол порошок дифракции рентгеновских лучей (ДРЛ) <ol><li> Измерьте рентгенограммы с помощью 18-кВт дифрактометра и монохроматизированном CuKα излучения, в соответствии с производителем и# 39, S инструкции. </li><li> Запись Дифракции по использованием как графитовый монохроматор и детекторы GÖBEL зеркало с 2 &amp; thetas углов между 0,1 ° и 6,5 °, что соответствует d- расстояний между 88.2 и 1.35 нм. </li><li> Измельчить образец и распространять порошок на держатель образца. Подтвердите разрешение дифракционных пиков со стандартным воспроизводимости в 2 &amp; thetas (± 0,005 °). Повторите измерение образца в три раза с вращением под различными углами (15 °, 30 °, 45 ° и). </li></ol></li></ol> 3. Изготовление Pd (II) -MSA-1, Au (III), -MSA-2, и Со (II), -MSA-3 <ol><li> Синтез Pd (II) -MSA-1 и Со (II), -MSA-3 Примечание: Используйте метод давления при содействии направить модификацию универсал колеса в форме, кубический Ia 3 D монолитов от 1,5-дифенилтиокарбазоном дикарбоксилата (L1) и 2-нитрозо-1-нафтол (L3) лиганды (0,1 М EtOH растворы) для изготовления Pd (II) -MSA-1 и Со (II), -MSA-3, соответственно. <ol><li> Добавить EThanolic 1,5-дикарбоксилат дифенилтиокарбазоном (L1) или 2-нитрозо-1-нафтол (L3) на твердых растворов вагон колеса монолитов в круглую колбу и перемешивают при встряхивании в течение 1 мин. </li><li> Подключение колбу, содержащую гетерогенный этанол-L1 / твердое монолита смеси в роторном испарителе и упаривают смесь при 45 ° С и начальном давлении 1,023 кПа. </li><li> Подключение другую колбу, содержащую гетерогенный этанол-L3 / твердое монолита смеси в роторном испарителе и упаривают смесь при 50 ° С и начальном давлении 1,023 кПа. Удалить EtOH раствор из гетерогенной этанол-лиганд / твердой смеси монолитного в вакууме при температуре окружающей среды. </li><li> Уточнить механизм формирования лиганд-твердое (MSA-1 и MSA-3) physisorbed взаимодействий ближнего (т.е., ван-дер-Ваальса и Н-связывающих взаимодействий) между богатыми гидроксильных групп активных центров поверхности вагона колеса образных каркасов и гетероатом лигандов 40,41. </li><li> Рассчитайте АМОунц иммобилизованных L1 и L3 следующим образом: Q е = (С 0 - С д) В / м, где Q е адсорбированное количество, V представляет объем раствора (л), М масса носителей (г), В и С 0 и С е начальные и супернатантные концентрации зонда, соответственно. Количество фиксированного L1 и L3 могут быть как ожидается, будет примерно 0,09 ммоль / г. </li></ol></li><li> Синтез Au (III) -MSA-2 ПРИМЕЧАНИЕ: Нанесите протокол строительные блоки для синтеза Au (III), -MSA-2: <ol><li> Остановите 40 мл 0,1 М раствора этанола в dilauryldimethylammonium бромид (DDAB) в 0,5 г универсал колеса в форме Нот лесов с использованием роторного испарителя, чтобы произвести универсал колеса-образные НОМ-DDAB монолиты. </li><li> Растворите 20 мг hydrophilic6-гидрокси-5- (4-sulfonatophenylazo) динатриевой соли кислоты -2-нафталинсульфоновой (L2) лиганда в 80 мл деионизированной воды. Добавить 0,5 г твердого НОМ-DDAB монолитов.н удалить H 2 O раствор через фильтрации. </li><li> Вымойте НОМ-DDAB-L2 деионизированной водой до тех пор, пока не L2 элюируют; Затем сухого образца при температуре 65-70 ° С в течение 4 ч. Примечание: 0.07 ммоль L2 лиганд на грамм HOM эшафот был включен в HOM-DDAB 42. </li><li> Уточнить механизм формирования (MSA-2) на основе L2-DDAB-твердого взаимодействия. </li></ol></li></ol> 4. Пакетные исследования для определения Pd (II), Au (III), и Со (II) ионы <ol><li> Погружают 20 мг вагон колеса в форме MSA-1, MSA-2, и МСА-3 в смеси Pd (II), Au (III), и Со (II), ионы (ион концентрация: 2 мг / л) ; регулировки громкости в 20 мл и рН соответствующее значение рН 2, 7 и 5.2, соответственно. </li><li> Механически встряхнуть смеси в водяной бане с контролируемой температурой при 25 ° C в течение 45 мин при постоянной скорости перемешивания 300 об. </li><li> Фильтр СУО через 25-мм фильтровальной бумаги; после уравновешивания, использовать визуальную оценку цвета и спектры отражения measuremЭнты для определения концентрации ионов. </li><li> Определить Pd (II), Au (III), и Со (II), целевой концентрации ионов путем сравнения отражения интенсивности MSA-1, MSA-2 и MSA-3 при длине волны максимального 384, 486 и 537 нм, соответственно, в течение добавление неизвестной концентрации целевых образцов с тем стандартной концентрации целевых образцов. </li><li> Проведение экспериментов с использованием других целевой Pd (II), Au (III), и Со (II), концентрации ионов при оптимальной величины рН 2, 7, и 5,2, соответственно, с использованием UV-VIS-спектроскопии. Часть на миллион (частей на миллион, мг / л), часть на миллиард (частей, мкг / л), и молярное (моль / л) единицы используются для определения концентрации ионов в мишень решения. </li></ol> 5. Метод устранения Pd (II), Au (III), и Co (II) ионы <ol><li> Погружают 40 мг каждого вагона колеса-образной MSA в смеси определенного Pd (II), Au (III), и Со (II), концентрации ионов; отрегулировать рН смеси до конкретных значений 2, 7 и 5,2, соответственно, в объеме 20 мл, а с перемешиванием смеси в течение 2 ч при комнатной температуре. </li><li> Фильтр твердых СУО и анализировать фильтрата с индуктивно связанной плазмой спектроскопии (ICP-MS) 28-30. </li><li> Рассчитайте изотермы Ленгмюра на основе следующего уравнения 43: <img alt="Уравнение 1" src="/files/ftp_upload/53044/53044eq1.jpg" /> где С е концентрацию мишени ионный, д е сумма целевой иона в растворе, уравновешенную, д м (мг · г -1) представляет собой количество Pd (II), Au (III), или Со (II), ионы удаляют образуют покрытие монослоя, а К Л является адсорбции Ленгмюра константа равновесия. Например, данные показывают, д м практического удаление ионов металлов из водной среды с высокой эффективностью адсорбции (97% -98%). Кроме того, K L значения согласуются с темпами адсорбции / десорбции, указывая полностью обратимые металла адсорбции анализов. </li></oл&gt; 6. Формирование металл-лиганд-связывающий констант в Вагон-колесо-образного СУО <ol><li> Определить константы устойчивости (K войти ы) [Pd- (L1) 2], [Аи (L2)], и [Координатор (L3), 2] комплексы при рН 2, 7, и 5,2, которые можно ожидать составит около 5,8, 4,9, 7,9 и, соответственно. </li><li> Рассчитать константы устойчивости по следующему уравнению 28-32: К войти S = ([ML] S / [L] S) × [M] где [М] означает концентрацию свободного Pd (II), Au (III), или Со (II), ионов в растворе; [L] обозначает концентрацию свободной L (т.е. L не связаны с Pd (II), Au (III), или Со (II), ионы); и нижний индекс S относится к общей концентрации Pd (II), Au (III), или Со (II), ионы в твердой фазе вагон-форме колеса MSA. </li><li> Определить пределы обнаружения (LOD) из MSAs для Pd (II), Au (III), и Со (II), ионы следующим образом: ППС = 3σ / Ψ где σ и Ψ являются стандартное отклонение и наклон калибровочной графа 40-42. </li></ol> 7. Избирательный-ионный экстракции экспериментальная система ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, конкретный и сильный металл-лиганд связывания следующим образом: <ol><li> Регулировка рН раствора до извлеченного 2, 7, и 5,2 для Pd (II), Au (III), Co и ионы (II). Alter концентрации мешающих ионов металла ≤5 раз больше, чем концентраций Pd (II), Au (III), и Со (II), ионы мишени. Добавить 2 мл комплексообразующего агента (например, 0,3-0,5 М цитрата / тартрата) в экстрагированного раствора перед добавлением целевых ионов сдерживать активное реакции ионы меди (II). </li></ol> 8. Реальная извлечения металлов из городского шахте <ol><li> Растворите доска PCI в сильных кислотах, чтобы получить ионы металлов в растворе. </li><li> Добавить СУО к раствору, содержащему Pd (II), Au (III), а ионы Co (II), чтобы извлечь эти ионы в твердыеСУО. </li><li> Фильтр твердых СУО и анализировать фильтрата ICP-MS. </li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Во всем мире растет спрос на средство быстро и точно обнаружить, селективному узнаванию и восстановления Pd (II), Au (III), и Со (II), ионы из электронного лома и LIB решений. Для решения этого вопроса, для химической обнаружения / удаления / извлечения и восстановления этих ионов металлов были разработаны универсал колеса-образные, оптические СУО. При разработке СУО, два ключевых фактора были рассмотрены в следующем: (1) рецепторы и (2) иммобилизацию / трансдукции каркасов. Рецепторы органическими лигандами, ответственные за избирательности СУО; каркасы отвечают за стабильность, повторного использования и чувствительности СУО. Из-за их высокой однородности каналов, большой площадью поверхности, распределение пор по размерам, и контролируемой структурой вагон колеса, которые обычно ассоциируются с [111] проекции кубической биконтинуальной морфологии поверхности (фиг.1 и 2), MSA на основе вагон колеса Ia 3 гмезоструктура материала каркасы при условии, контроль над потенциальными требованиями этого метода обнаружения / удаления / извлечения и восстановления следующим образом: (1) устойчивость лиганд-вложения HOM твердого вещества (т.е. без выщелачивания из лигандов при стирке), (2) состояние чувствительный анализы, и (3) условия химической обработки в процессе регенерации / повторного цикла (т.е., после восьми циклов); высокий охват лиганд-поверхность и дисперсия; механическая прочность; и эффективным технологичность восстановления от городской шахты. Для изготовления стабильный и надежный дизайн СУО, в monofunctionalization вагона колеса внутренней поверхности пор или последовательного включения различных лигандов (т.е., L1, L2 и L3; рисунках 3-5) в Hom лесов может быть достигнута путем давления помощь соконденсации; Старшее гибридов MSA-1 и MSA-3 были получены с использованием L1 и L3 соответственно. Контролируемое конструкция MSA-2 был основан на тонкой настройкой поверхность узора Oе мезоскопических вагон колесо лесов архитектур. Это было достигнуто с помощью рассеянию, активное вещество (DDAB), что привело к плотной украшения центров сигнальных L2 внутри вагонов колеса пор полостей. С помощью этих конструкций MSA, ионы металлов могут взаимодействовать с органическими остатками нековалентными связи (например, водородных связей), координации металла, гидрофобных сил Ван-дер-Ваальса, π-П взаимодействий, и электростатических и / или электромагнитных эффектов (рис 3-5 ). В анализах зондирования наноинженерии СУО могут быть вызваны цели Pd (II), Аи (III) или Со (II), ионные видов и преобразовывать измеряемые оптические сигналы в соответствии синергетического рН, температуры реакции, и времени контакта (время отклика) условиях, позволяя связывание металлов в гидрофобные или гидрофильные лиганда кармана имитировать. Разработанная СУО не только удалены Pd (II), Аи (III) и Co (II), ионы из сложных экологических матриц, но и служит средством для простой визуальныйколориметрический оценка концентрации ионов металлов; UV-VIS отражательной спектроскопии чутко количественно концентрацию ионов металла в широком диапазоне концентраций (3-6) рис. Таким образом, MSAs обеспечить простой и чувствительный колориметрический на основе решения для обнаружения изменений в широком диапазоне концентраций ионов металлов, а также средства для чувствительной количественного определения целевых ионов, тем самым устраняя необходимость в сложных приборов. Даже при концентрации ультра-следовых (≤0.19 мкг / л), изменение сигнала в спектрах отражения датчиков при формировании комплексов (рис 1) появился. В пакетных систем зондирования / удаления / экстракции, основным преимуществом вагона колеса-образной СУО является их селективность к целевым ионов, тем самым предотвращая препятствие от вмешательства конкурирующих ионов. Рисунок 6 подтвердил селективное удаление и эффективного мониторинга Pd (II), Au (III), и Со (II), ионы пооптические СУО. Незначительное изменение в отражательной сигналов MSAs в присутствии конкурирующих ионов показали, что слабые хелаты были сформированы между конкурирующими металлов и L1, L2 и L3, а именно при рН 2, 7 и 5.2, соответственно. Селективность MSAs могут быть отнесены к образованию высокостабильного октаэдрических [Pd-(L1) 2], плоско-квадратные [Au-(L2)], и октаэдрических [CO- (L3) 2] комплексов. Для судя экономическую эффективность, возможность переработки и долговечность универсал колеса в форме СУО после неоднократных были исследованы Восстановление / циклы повторного использования. Рисунок 8 показывает, что СУО сохранил высокую эффективность обнаружения / удаления / извлечения Pd (II), Au ( III), и Co (II циклов) ионы над многократной регенерации / повторного использования, хотя в целом эффективность снизилась незначительно после шестого цикла регенерации / повторного использования. Стабильность кубической Ia 3 D мезоструктуры и включение L1, L2 и L3 или, вИСТОЧНИКОМ универсал колеса в форме поры (вызванные сильным Н-связи и дисперсионных взаимодействий) играют важную роль в поддержании функции системы / захвата ионов зондирования через несколько циклов регенерации / повторного (рисунок 7). Восстановление Pd (II), Au (III), и Co (II), ионы из городского шахте может помочь ограничить ущерб окружающей среде, связанной с добычей полезных этих металлов, особенно по отношению к воздействию на земле и климата. Используя реальные образцы городских мои результаты показали, что СУО, описанные здесь, могут выборочно восстановить Pd и Au с электронной отходов, и Co из выброшенных библиотеками (таблица 1 и рис 9), но практической и масштабируемой процесса по-прежнему остается проблемой для будущего применения в восстановлении металла из городского шахты. На основе предложенного протокола управления, два ключевых компонента играют важную роль в расширенной ионов металлов доступности, адсорбционная способностьИ восстановление в течение гетерогенных процессах. Во-первых, большой поверхности к объему отношения и открытые цилиндрические поры универсал колеса куб Ia 3 D мезоструктур (СУО) содействовать ориентационной сборки лиганда (о чем свидетельствует гибкой взаимодействия Pd (II), Аи (III) и Co (II), ионы с L1, L2 и L3 и высоким сродством лиганда металл-связывающего события) (рис 3-5). Во-вторых, селективные процессы адсорбции / обнаружения / экстракции в основном зависит от структуры хелатирующего агента, экспериментальные условия (в частности, Ph), в состав системы ион, концентрация ионов металла и металл-лиганд связывания события. Хотя этот протокол показывает значительный прогресс в качестве и эффективности методов восстановления, необходимы дополнительные меры, чтобы они могли быть использованы в других сложных применимости окружающей среды отходами, в которых они обогащены высоких доз активного конкурентных металлов, таких как Cu (II), Fe (III) А.d Ni ионы (II). В заключение, эффективные, рентабельные, универсал колеса в форме СУО разработали для восстановления палладия, золота и кобальта металлов из городского шахты. Результаты показывают, что СУО доказательства будут полезны в предоставлении маршрут к устойчивому поставку золота, палладия и кобальта, чтобы удовлетворить потребности современного общества.

Движущие силы для бум использования металлов платиновой группы (PGM) являются их необыкновенные, а иногда и эксклюзивные свойства, которые делают их основные компоненты в широком диапазоне применений. МПГ может играть роль в создании устойчивого общества, и эти материалы используются в различных современных приложений и продуктов: химический процесс катализа, автомобильной контроля выбросов, информационных технологий, бытовой электроники, ювелирных украшений, подготовки стоматологических материалов, фотоэлектрических топливных элементов и литий-ионные батареи (LIB) 1-10. За последнее столетие, по всему миру экономические изменения были на питание от использования МПГ. Из-за важности МПГ в чистых технологий и высокотехнологичного оборудования, использование МПГ резко возросло в современном обществе. Из-за резкого увеличения использования МПГ, в частности, в производстве электронного оборудования, накопление электронных отходов (э-отходов) привело к окрл вызовы и проблемы. Кроме того, недавний всплеск цен на сырьевые товары вызвало новый интерес к добыче э-отходов 1-4. E-отходы содержат как опасные материалы и ценные палладия, золота и кобальта металлы. Если E-отходы вывозятся на свалки или не лечить в экологически безопасным образом, они могут представлять высокий риск нанесения ущерба окружающей среде. Палладия, золота и кобальта металлы в электронных отходов являются устойчивыми и &quot;зеленый&quot; вторичный ресурс таких металлов 5-10. Поэтому, эффективные процессы для извлечения палладия, золота и кобальта металлов из электронных отходов необходимо срочно. Будущие достижения во многих технологических областях потребует контроля над ресурсами первичных металлов. Из-за растущей важности палладия, золота и кобальта металлы в промышленных приложений и решений экологических проблем, 11-13 развивающихся адсорбции / extractioп методы для признания и восстановления таких металлов, стала главным приоритетом. Основные драгоценные металлы, используемые в электронных продуктов серебро, золото, палладий, платину, и в небольших количествах родия 4-8. Восстановление палладий и золото стало важно, потому что их уникальное сочетание свойств в широком диапазоне промышленных применений, экономической ценности и редко. Рыночные механизмы были влиятельными в увеличении ставки сбора и утилизации печатных плат устаревших ПК, телевизоров, мобильных телефонов и других электронных устройств. Массовые производства потребительских компоненты, такие как материнские платы компьютера, содержат примерно 80 г Pd и 300 г Au на тонну э-отходов; соответствующие суммы для мобильных телефонах являются 130 г Pd и 200 г Au на тонну отходов электронной 5-10. Этот городской шахта имеет огромные количества этих металлов (в сравнении, Au и Pd находятся в крайне низких концентрациях в породах (~ 4 нг / г), почвы (1 нг / г), морская вода (0,05 мкг / л), и речной воды (0,2 мкг / л) 14-16). Для обеспечения продолжения и надежное снабжение палладия, золота и кобальта металлы для будущих технологических инноваций и новых электронного оборудования, важно разработать технологию эффективной и недорогой для переработки драгоценных металлов из электронных отходов. Такая технология может служить в качестве страховки от будущей дефицитного наличии редкоземельных руд, которые, согласно прогнозам, будет в дефиците, или даже исчерпаны, в течение 100 лет. Элемент, такие как кобальт имеет существенный вклад в почти всех электрохимических энергетических хранения клеток, таких как Libs 17-19. Из-за быстрого роста информационных технологий и использования широкого диапазона библиотеками, выпуск библиотеками как электронные отходы изучить новую экологическую задачу 18-20. Таким образом, обработка этих отходов с осторожностью восстановления этих ресурсов может открыть новые возможности вокружающая среда и промышленных приложений. Несколько мощных и хорошо зарекомендовавших методологии и аналитические методы были использованы для дискриминации и количественно Au (III), Pd (II) и Co (II), в естественном руды и промышленных отходов, в том числе и углерода пламени печи атомно абсорбционной спектрофотометрии, ultraviolet- видно (UV-VIS) спектрофотометрия, нейтронно-активационный анализ, и с индуктивно связанной плазмой масс-спектрометрия 14-16,21-27. Несмотря на универсальность и растущей популярности, эти аналитические методы страдают от многих недостатков. Например, они, как правило, требуют тщательного планирования и тестирования, включают много шагов пробоподготовки для сведения к минимуму помехи от матрицы образца, требуется сложное оборудование и хорошо подготовленных лиц, и должны быть выполнены в соответствии с жесткими экспериментальных условиях 17,21. Кроме того, все эти методы включают аналитических предварительно концентрирования и разделения шаги, такие как доб растворителяraction, соосаждение, ионный обмен, и адсорбции, чтобы преконцентрата ионы целевого металла из компонентов матрицы до их определения 20-27. Кроме того, Гидрометаллургия и Пирометаллургия методы, обычно используемые в рециркуляции цепи в промышленности 19-22. Таким образом, развитие эффективных, рентабельных и простые в использовании аналитических методов для восстановления палладия, золота и кобальта металлов из руды естественного и промышленных отходов важны как для окружающей среды, а в промышленном секторе 11-13. Новые технологии могут новые подходы к химическому анализу и восстановления металлов из руды и природного промышленных отходов. Недавний прогресс был достигнут в снижении стоимости и сокращении времени изготовить оптические химические Наносенсоры / адсорбенты; Однако оптические адсорбенты все еще ​​используются для конкретной реальной зондирования, экстракции, и приложений восстановления для широкого круга металлов 28-36. Недавно исследования были направлены на конкретные пошива твердых мезопористых монолиты для использования в качестве высокочувствительных датчиков для простого и одновременного обнаружения невооруженным глазом и удаления ионов токсичных и драгоценных металлов, таких как ртуть и ионов золота, из водных образцов 28-32. Здесь процесс для избирательного обнаружения и извлечения Au эффективно (III) и Pd (II) от городской шахты сообщалось; Кроме того, способ может быть применен для восстановления Со (II) с ионами библиотеками. Переработка металлов этого процесса должны не только служить в качестве вторичного источника Au (III), Pd (II) и Со (II), ионы, но и уменьшить загрязнение окружающей среды. Конструкции протокола вагона-форме колеса MSAs показать, впервые, что свидетельствует о контролируемой оптического распознавания Au (III), Pd (II) и Со ионов (II), и с высокой селективностью системы восстановления Pd ( II) ионы (до ~ 95%) в рудах и промышленных отходов.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1003">
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Tetramethylorthosilicate (TMOS)</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 681-84-5</td>
			<td style="width:523px;">Molecular Weight 152.22; Linear Formula Si(OCH3)4; 218472-500G</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol), PEG-PPG-PEG, Pluronic&#174; P-123</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 9003-11-6</td>
			<td style="width:523px;">average Mn ~5,800</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Sodium citrate tribasic dehydrate</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 6132-04-3</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula HOC(COONa)(CH2COONa)2 &#183; 2H2O; Molecular Weight 294.10; S4641-500G</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Pentadecane, C15</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 629-62-9</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula CH3(CH2)13CH3; Molecular Weight 212.41</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">3-(N-Morpholino)propanesulfonic acid (MOPS)</td>
			<td style="width:123px;">Tokyo Chemical Industry Con, LTD (TCI)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number&#65306;1132-61-2, Product Number M0707</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula C7H15NO4S, M1254-250G, Molecular Weight 209.26</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">2-(cyclohexylamino) ethane sulfonic acid (CHES)</td>
			<td style="width:123px;">Tokyo Chemical Industry Con, LTD (TCI)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number&#65306;103-47-9, Product Number C0920</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula C8H17NO3S,&#160; Molecular Weight 207.29</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">N-cyclohexyl-3-aminopropane sulfonic acid (CAPS)</td>
			<td style="width:123px;">Dojindo Chemicals (Japan)</td>
			<td style="width:143px;">343-00484, Lot.DE132</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula C9H19NO3S, M1254-250G, Molecular Weight 221.32</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">2-Nitroso-1-naphthol (NN)</td>
			<td style="width:123px;">Tokyo Chemical Industry Con, LTD (TCI)</td>
			<td style="width:143px;">Product Number N0267</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula ONC10H6OH, M1254-250G, Molecular Weight 173.17</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Sunset Yellow FCF</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 2783-94-0</td>
			<td style="width:523px;">Empirical Formula (Hill Notation) C16H10N2Na2O7S2, Molecular Weight 452.37, 465224-25G</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Diphenylthiocarbazone</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 60-10-6</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula C6H5NHNHCSN=NC6H5, Molecular Weight 256.33, 194832-10G</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">4-hydrazinobenzoic acid</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 619-67-0</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula H2NNHC6H4CO2H, Molecular Weight 152.15, 246395-25G</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Carbon disulfide</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 75-15-0</td>
			<td style="width:523px;">Empirical Formula (Hill Notation) CS2, Molecular Molecular Weight 76.14, 335266-100ML</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Ethanol absolute</td>
			<td style="width:123px;">Sigma&#8211;Aldrich Company Ltd. (USA)</td>
			<td style="width:143px;">CAS Number 64-17-5</td>
			<td style="width:523px;">Linear Formula CH3CH2OH, Molecular Weight 46.07, 24102-1L-R</td>
		</tr>
		<tr height="243">
			<td height="243" style="height:243px;width:216px;">Small angle powder X-ray diffraction (XRD)&#160;</td>
			<td style="width:123px;">Bruker D8 Advance</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:523px;">Small angle powder X-ray diffraction (XRD) patterns were measured by using a 18 kW diffractometer (Bruker D8 Advance) with monochromated CuK&#945; radiation and with scattering reflections recorded for 2&#952; angles between 0.1o and 6.5o corresponding to d-spacing between 88.2 and 1.35 nm. First, the powder samples were ground and spread on a sample holder. The samples were scanned in the range from 2&#952; = 0.1&#8211;6.5o with step size of 0.02o. To confirm the resolution of the diffraction peaks with standard reproducibility in 2&#952; (&#177;0.005), the sample measurement was recorded by using both graphite monochromator and G&#246;bel mirror detectors. Both detectors were used to generate focusing beam geometry and parallel primary beam. The sample measurement was repeated three times under rotating at various degrees (15o, 30o and 45o).&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="192">
			<td height="192" style="height:192px;width:216px;">N2 adsorption&#8211;desorption isotherms&#160;</td>
			<td style="width:123px;">BELSORP MIN-II analyzer (JP. BEL Co. Ltd)</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:523px;">N2 adsorption&#8211;desorption isotherms were measured using a BELSORP MIN-II analyzer (JP. BEL Co. Ltd) at 77 oK. The pore size distribution was determined from the adsorption isotherms by using nonlocal density functional theory (NLDFT). Specific surface area (SBET) was calculated using multi-point adsorption data from a linear segment of the N2 adsorption isotherms using Brunauer&#8211;Emmett&#8211;Teller (BET) theory. Before the N2 isothermal analysis, all prepared samples were pre-treated at 100oC for 8 h under vacuum until the pressure was equilibrated to 10&#8722;3 Torr.</td>
		</tr>
		<tr height="273">
			<td height="273" style="height:273px;width:216px;">High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM)&#160;</td>
			<td style="width:123px;">JEOL JEM model 2100F microscope</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:523px;">High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) was performed using a JEOL JEM model 2100F microscope. HRTEM was conducted at an acceleration voltage of 200 kV to obtain a lattice resolution of 0.1 nm. The HRTEM images were recorded using a CCD camera. In the HRTEM characterization, the sample was dispersed in ethanol solution using an ultrasonic cleaner, and then dropped on a copper grid. Prior to inserting the samples in the HRTEM column, the grid was vacuum dried for 20 min. Energy Dispersive X-ray micro-analyzers (EDX) were recorded by employing Horiba EDS-130S, which directly connected with Hitachi FE-SEM S-4300. Elemental mapping of all samples was carried out with the energy dispersive X-ray micro-analyzers with an acceleration voltage of 30 kV. Ten distinct spots were analyzed per sample, which resulted in 99% confidence bounds of &#177;0.01 in the molar fraction of each cation (with their sum normalized to unity).&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">UV-Vis-NIR spectrophotometer</td>
			<td style="width:123px;">Shimadzu 3700</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:523px;">The absorbance spectrum of the nano-collectors material was measured by UV-Vis-NIR spectrophotometer (Shimadzu 3700).</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)</td>
			<td style="width:123px;">Perkin Elmer Elan-6000 ICP-MS</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:523px;">In selective removal, metal ion concentrations were determined by ICP-AES. The instrument was calibrated using four standard solutions containing 0, 0.5, 1.0 and 2.0 mg/L (for each element) and the correlation coefficient of calibration curve was higher than 0.9999.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES)</td>
			<td style="width:123px;">PerkinElmer Elan-6000&#160;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:523px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

detection and recovery of palladium, gold and cobalt metals from the urban mine using novel sensors/adsorbents designated with nanoscale wagon-wheel-shaped pores

Разработка недорогих, эффективных процессов извлечения и утилизации палладия, золота и кобальта металлов из городского шахте остается серьезной проблемой в промышленно развитых странах. Здесь разработка оптических mesosensors / адсорбенты (СУУ) для эффективного распознавания и селективного извлечения Pd (II), Au (III), и Со (II), из городских шахты была достигнута. Простой, общий способ получени СУО, основанные на использовании высокого порядка мезопористых монолитных каркасов было описано. Иерархические куб Ia 3 D универсал колеса-образные СУО были сфабрикованы якорь хелатообразователей (красители) в трехмерных поры и микрометрические поверхностей частиц мезопористых монолитных каркасов. Результаты показывают,, впервые, что свидетельствует о контролируемой оптического распознавания Pd (II), Au (III), и Со (II), ионы и высоко селективным система для восстановления Pd (II) ионы (до ~ 95%) в рудах и промышленных отходов. Кроме того, процессы, контролируемые оценки описал ееЭйн привлекать оценку собственных свойств (например, визуальное изменение сигнала, долгосрочной стабильности, эффективности адсорбции, внеочередное чувствительности, селективности и повторного использования); Таким образом, дорогие, сложные инструменты не требуются. Результаты показывают, что СУО доказательства будет привлекать всеобщее внимание как перспективные технологические средства восстановления и утилизации палладия, золота и кобальта металлы.

Watch this Scientific Journal Video about Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Po

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Из-за важности и широкого использования палладия, золота и кобальта металлы в высокотехнологичном оборудовании, их восстановление и утилизация представляют собой важный промышленный вызов. Система восстановления металла, описанный здесь, простой, недорогой средства для эффективного обнаружения, удаления и восстановления этих металлов из городского шахты.

Обнаружение и восстановление палладия, золота и кобальта металлов из рудника городской использующие новые Датчики / адсорбенты Места с наноразмерных Wagon колеса в форме порах

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Параллельно Количественные проводимости и механических измерений свойств органических фотогальванических материалов с помощью АСМ

Organic photovoltaic  (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale  inhomogeneity of OPV materials affects performance ...

Synthesis and Functionalization of Nitrogen-doped Carbon Nanotube Cups with Gold Nanoparticles as Cork Stoppers

Синтез и Функционализация легированного азотом Кубки углеродных нанотрубок наночастицами золота как корковыми пробками

Nitrogen-doped carbon  nanotubes consist of many cup-shaped graphitic compartments termed as  nitrogen-doped carbon nanotube cups (NCNCs).  These ...

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Изготовление однородных наномасштабных полостей с помощью кремниевой прямой вафельной связи

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

Непрямой изготовлении решетчатых металлов с шлифах с помощью центробежного литья

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Высокоскоростной непрерывном стимулировали Бриллюэна рассеяния спектрометр для анализа материалов

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Новый метод для<em&gt; Разное</em&gt; Электромеханическая характеристика наноразмерных образцов

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Изготовление периодических золото Nanocup массивов с использованием коллоидного литография

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

Processing of Bulk Nanocrystalline Metals at the US Army Research Laboratory

Обработка металлов нанокристаллических сыпучих исследовательской лаборатории армии США

Given their potential for significant property improvements relative to their large grained counterparts, much work has been devoted to the continued ...

Determining the Mechanical Strength of Ultra-Fine-Grained Metals

Определение механической прочности сверхмелкозернистых металлов

The mechanical strengthening of metals is the long-standing challenge and popular topic of materials science in industries and academia. The size ...

Nanoscale Characterization of Liquid-Solid Interfaces by Coupling Cryo-Focused Ion Beam Milling with Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy

Наноразмерная характеристика интерфейсов жидкость-твердое вещество путем сопряжения криофокусированного ионного пучка фрезерования со сканирующей электронной микроскопией и спектроскопией

Physical and chemical processes at solid-liquid interfaces play a crucial role in many natural and technological phenomena, including catalysis, solar ...