Množství elektronického odpadu neustále stoupá, to má spoust negativních dopadů. Na druhou stranu je to ale také zdroj mnoha důležitých surovin. Jednou z nich je zlato, které je obsaženo v prakticky každém elektronickém zařízení. Nově připravený kompozit může pomoci s vychytáváním právě zlata z odpadu.
Naše civilizace vyprodukuje ročně zhruba 62 miliónů tun elektrického odpadu. To je opravdu obrovské množství, které obsahuje velký podíl drahých kovů. Jedním z nich je i zlato, jehož těžba je silně neekologická. Kromě zlata najdeme v odpadu i stříbro, platinu a další drahé kovy.
Nový kompozit je složen z grafenoxidu a chitosanu, nejen že dokáže z odpadu izolovat zlatné a zlatité ionty, ale sám je redukuje na kovové zlatu.
Chitosan
Chitosan je kopolymer získávaný deacetylací chitinu. Jeho struktura se skládá z β-(1→4)-ᴅ-glukosaminu a -acetyl-ᴅ-glukosaminu. Je to amorfní tuhá látka rozpustná ve zředěných kyselinách.
Vyrábí deacetylací chitinu v 50% NaOH při teplotě 100 °C. Chitin se získává ze schránek mořských živočichů, pro získání 1 kg chitosanu potřebujeme asi 5 kg krabích krunýřů.
Grafenoxid
Grafen je jedním z novějších alotropů uhlíku, jde o jedinou vrstvu grafitu. Je tvořen plátem z sp2 uhlíkových atomů uspořádáných do šestičlenných planárních kruhů. Grafenoxid je oxidovanou verzí grafenu, kromě uhlíku obsahuje i kyslík a vodík.
Grafenoxid můžeme připravit oxidací a následnou exfoliací grafitu. Oxidaci lze provést třeba směsí manganistanu draselného (KMnO4) a koncentrované kyseliny sírové. V jeho struktuře můžeme najít skupiny -OH, =O, COOH, epoxidové můstky, ale i skupiny -SO3H z kyseliny sírové. Je reaktivnější než grafen a také výrazně polárnější.
Získávání zlata z odpadu
Kompozity jsou materiály složené z několika komponent, jejich výhodou je, že kombinují pozitivní vlastnosti složek a samozřejmě je snahou potlačovat ty negativní. Velmi běžným příkladem kompozitu je železobeton.
Kompozit grafenoxidu s chitosanem dokáže zachytit ionty zlata na povrchu grafenoxidu a následně je redukovat pomocí chitosanu na kovové zlato. Tento proces nevyžaduje žádný externí zdroj energie a funguje s velice dobrou účinností. S jedním gramem kompozitu se podařilo zachytit 17 g iontů Au3+ a skoro 6 g iontů Au+, to je zhruba desetkrát více než v případě jiných systémů.
Tento systém by mělo být možné uzpůsobit i pro získávání jiných kovů z elektroodpadu a tím také pro snižování ekologických a ekonomických dopadů průmyslu. Samozřejmě ještě lepší cestou by bylo snižování spotřeby naší civilizace, ale to si nejspíš vyžádá delší čas.