Благородные металлы, такие как платина, палладий, золото и серебро, с каждым годом все ценнее из-за роста производства экологичных устройств, вроде автомобильных катализаторов в системе выпуска или топливных элементов. Однако на планете имеется ограниченное количество этих материалов, уже сегодня на некоторые из них спрос превышает предложение. Очевидно, что в ближайшее время производители будут вынуждены искать способы эффективной переработки драгоценных отходов.

Существующие процессы переработки основаны на растворении благородных металлов смесью из двух концентрированных неорганических кислот (азотной и соляной) известной как «царская водка». Однако эта технология слишком сложна из-за токсичности растворителя, кроме того, растворение разных металлов вместе дает на выходе материал с различными примесями, что снижает эффективность катализаторов, произведенных из переработанных материалов.

Рис. 1. Изобретатели нового растворителя демонстрируют раствор золота, на заднем фоне находится монитор, на котором видно осажденное на подложку переработанное золото.

Исследователи из Технологического института Джорджии разработали органический растворитель, который поможет решить проблему переработки и откроет новые возможности для использования благородных металлов в лечении рака, микроэлектронике и других областях. Новый растворитель состоит из тионилхлорида и различных органических реагентов, таких как пиридин, N,N-диметилформамид, пиримидин или имидазол.

Главное качество нового семейства растворителей – возможность выбрать сочетание веществ для растворения определенного металла. Из отходов, в которых присутствуют, например, золото и платина, можно извлечь только золото. Это позволяет получать чистое сырье, пригодное для использования в производстве.

Ученые пока сами не в полной мере понимают, как работает этот процесс, да и само открытие было сделано случайно в 2007 году во время опытов с углеродными нанотрубками на золотой подложке. Один из исследователей поместил образец в тионилхлорид, вышел на обед и задержался дольше обычного. Когда он вернулся, золота на углеродных нанотрубках не было. Ученые были заинтригованы этим явлением и последние три года искали ему объяснение. В результате в ходе экспериментов с другими реагентами, смешанными с тионилхлоридом, удалось найти пропорции, необходимые для избирательного растворения палладия и золота.

Помимо переработки, новые растворители помогут создать новые способы производства противораковых реагентов нанометрового масштаба. Благородные металлы являются основой для широко используемых средств химиотерапии. Однако их синтез представляет собой сложный процесс взаимодействия поверхностно-активных веществ и прекурсоров. Новый растворитель американских ученых, возможно, позволит создать новые соединения, которые увеличат терапевтический эффект противораковых препаратов.

Широкое применение растворители найдут и в электронной промышленности, которая нуждается в удалении благородных металлов после некоторых технологических процессов. В частности, в производстве полупроводников используют реакции с применением воды, которая свободными ионами нарушает целостность полупроводниковых оксидов. Использование новых растворителей позволяет избежать этой проблемы.

По материалам: