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Detecção e recuperação de paládio, do ouro e cobalto Metais da Mina Urbana Usando novos sensores / adsorventes Designados com poros em nanoescala em forma de roda de carroça

Published: December 06, 2015
doi:
10.3791/53044
, , , ,
1National Institute for Materials Science, Japan, 2Graduate School for Advanced Science and Engineering,Waseda University, 3Center for Research in Isotopes and Environmental Dynamics,Tsukuba University

Summary

Devido à importância e ampla utilização de paládio, ouro e cobalto metais em equipamentos de alta tecnologia, a sua recuperação e reciclagem constituem um importante desafio industrial. O sistema de recuperação de metal aqui descrito é uma low-cost simples, significa para a eficaz detecção, remoção e recuperação destes metais da mina urbana.

Abstract

Desenvolvimento de baixo custo, processos eficientes para a recuperação e reciclagem de paládio, ouro e metais cobalto de mina urbana continua a ser um desafio significativo nos países industrializados. Aqui, o desenvolvimento de mesosensors ópticos / adsorventes (AFM) para o reconhecimento eficiente e recuperação selectiva de Pd (II), Au (III), e Co (II) foi obtido a partir de minas urbana. Um método simples, geral para preparar as AFM baseada no uso de alta ordem andaimes monolíticos mesoporosos foi descrito. Hierárquicos cúbicos Ia 3 d MSAs em forma de roda de carroça foram fabricados por agentes quelantes de ancoragem (corantes) em poros tridimensionais e superfícies de partículas micrométricas dos andaimes monolíticos mesoporosos. Os resultados mostram, pela primeira vez, evidências de reconhecimento óptico controlado de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões e um sistema altamente selectiva para a recuperação de Pd (II), iões (até ~ 95%) em minérios e resíduos industriais. Além disso, os processos de avaliação controladas descreveu suaein envolvem avaliação das propriedades intrínsecas (por exemplo, alteração visual do sinal, de estabilidade a longo prazo, de eficiência de adsorção, extraordinária sensibilidade, seletividade e reutilização); assim, instrumentos caros e sofisticados não são necessários. Os resultados mostram evidências de que as AFM vai atrair a atenção mundial como um meio tecnológicas promissoras de recuperação e reciclagem de paládio, ouro e cobalto metais.

Introduction

Forças motrizes para o uso em expansão de metais do grupo da platina (PGM) são as suas propriedades extraordinárias e às vezes exclusivos, que os tornam componentes essenciais em uma ampla gama de aplicações. PGM pode desempenhar um papel na construção de uma sociedade sustentável, e estes materiais são usados ​​em uma variedade de aplicações contemporâneas e produtos: processo químico catálise, controle de emissões automotiva, tecnologia da informação, eletroeletrônicos, jóias finas, preparação de materiais odontológicos, células de combustível fotovoltaica e baterias de íon de lítio (LIB) 1-10. Ao longo do século passado, as mudanças econômicas em todo o mundo têm sido alimentada pelo uso de PGMs. Por causa da importância da PGM em tecnologias limpas e equipamentos de alta tecnologia, o uso de PGMs aumentou dramaticamente na sociedade moderna. Por causa dos fortes aumentos no uso de PGMs, particularmente na produção de equipamentos eletrônicos, o acúmulo de lixo eletrônico (e-waste) levou a environmental desafios e preocupações. Além disso, o recente aumento nos preços das commodities gerou um novo interesse na mineração de e-resíduos 1-4.

E-resíduos contêm ambos os materiais perigosos e metais preciosos paládio, ouro e cobalto. Se os e-resíduos são depositados em aterros ou não tratados de uma forma ambientalmente correcta, que podem constituir um risco elevado de danos ambientais. Paládio, ouro e metais cobalto em e-resíduos são um recurso secundário sustentável e "verde" de tais metais 5-10. Portanto, processos eficientes para a recuperação de paládio, ouro e cobalto metais de e-resíduos são urgentemente necessários.

Futuros avanços em muitas áreas tecnológicas requer controle dos recursos de metais primários. Devido à crescente importância do paládio, ouro e cobalto metais em aplicações industriais e soluções para os problemas ambientais 11-13, desenvolvendo adsorção / extraction técnicas para o reconhecimento e valorização desses metais tornou-se uma prioridade.

Os principais metais preciosos utilizados em produtos electrónicos são de prata, ouro, paládio, platina e pequenas quantidades de ródio 4-8. Recuperando paládio e ouro tornou-se crucial devido à sua combinação única de propriedades em uma ampla gama de aplicações industriais, valor econômico e ocorrência rara. Os mecanismos de mercado têm sido influentes em aumentar as taxas de recolha e reciclagem de placas de circuito de computadores desatualizados, TVs, telefones celulares e outros dispositivos eletrônicos. Componentes de consumo produzidos em massa, tais como placas de computador, contêm cerca de 80 g de Pd e 300 g de Au por tonelada de lixo eletrônico; os montantes correspondentes para telefones celulares são 130 g de Pd e 200 g de Au por tonelada de lixo eletrônico 5-10. Esta mina urbana detém imensas quantidades destes metais (por comparação, Au e Pd estão presentes em concentrações extremamente baixas em rochas (~ 4 ng / g), solos (1 ng / g), água salgada (0,05 ug / L), e água do rio (0,2 ug / L) 14-16). Para garantir uma contínua e confiável fornecimento de paládio, ouro e cobalto metais para futuras inovações tecnológicas e novos equipamentos eletrônicos, é importante desenvolver uma tecnologia eficiente e de baixo custo para a reciclagem de metais preciosos de lixo eletrônico. Essa tecnologia poderia servir como um seguro contra um futuro escassa disponibilidade de minérios de terras raras, que são previstos para estar em falta, ou mesmo esgotado, dentro de 100 anos.

Um elemento, tal como o cobalto tem um contributo essencial para quase todas as células de armazenamento de energia electroquímica, tais como LIBs 17-19. Devido ao rápido crescimento da tecnologia da informação e uma utilização de toda a gama de LIBs, a liberação de LIBs como e-resíduos explorado um novo desafio ambiental 18-20. Portanto, o manuseio desses resíduos com cuidado pela recuperação desses recursos pode abrir uma nova avenida nameio ambiente e aplicações industriais.

Diversas metodologias poderosas e bem estabelecidos e técnicas analíticas têm sido usados ​​para discriminar e quantificar Au (III), Pd (II) e Co (II) em minério natural e resíduos industriais, incluindo chama e forno de carbono espectrofotometria de absorção atômica, ultravioleta- espectrofotometria visível (UV-VIS), análise de ativação de nêutrons, e espectrometria de massas com plasma 14-16,21-27. Apesar de sua versatilidade e crescente popularidade, essas técnicas de análise sofre de muitas deficiências. Por exemplo, eles geralmente exigem planejamento e testes cuidadosos, envolvem muitas etapas de preparação da amostra para minimizar a interferência da matriz da amostra, requer instrumentação sofisticada e indivíduos bem treinados, e deve ser realizada em condições experimentais rigorosos 17,21. Além disso, todas estas técnicas analíticas incorporar pré-concentração e passos de separação, tais como solvente extrAction, co-precipitação, permuta iónica e adsorção, a pré-concentrado de iões de metal a partir de alvo os componentes da matriz antes da sua determinação 20-27. Além disso, as técnicas de hidrometalurgia e Pirometalurgia são comumente usados ​​na cadeia de reciclagem na indústria 19-22. Portanto, o desenvolvimento de métodos analíticos eficientes, rentáveis ​​e fáceis de usar para recuperar paládio, ouro e cobalto metais a partir de minérios naturais e resíduos industriais são importantes tanto para a protecção do ambiente e no setor industrial 11-13.

As novas tecnologias podem oferecer novas abordagens para análise química e recuperação de metais a partir de minérios naturais e resíduos industriais. O progresso recente tem sido feito na redução do custo e encurtando o tempo para fabricar ópticos nanosensores químicos / adsorventes; No entanto, adsorventes ópticos ainda são utilizados para a detecção específica do mundo real, extracção, e aplicações de recuperação para uma ampla gama de metais 28-36. Recentemente, a investigação centrou-se na alfaiataria monólitos mesoporosos sólidos específicos para uso como sensores altamente sensíveis para a detecção a olho nu simples e simultânea e remoção de íons metálicos tóxicos e preciosos, como íons de mercúrio e ouro, a partir de amostras aquáticos 28-32. Aqui, um processo para detectar selectiva e recuperar eficientemente Au (III), e Pd (II) a partir da mina urbano foi relatado; Além disso, o processo pode ser aplicado para a recuperação de iões Co (II) a partir LIBs. Reciclagem de metais por este processo não deve servir apenas como uma fonte secundária de Au (III), Pd (II) e Co (II) íons, mas também reduzir a poluição ambiental. Os modelos de protocolo de MSAs vagão em forma de roda mostram, pela primeira vez, evidências de reconhecimento óptico controlado de Au (III), Pd (II), e Co iões (II), e um sistema altamente selectiva para a recuperação de Pd ( íons II) (até ~ 95%) em minérios e resíduos industriais.

Protocol

1. Fabricação de vagão em forma de roda, Ia Cubic 3 d mesoporosos Monolithic Andaimes NOTA: O controle de geometria cúbica (preferencialmente gyroidal Ia 3 d simetria) e de partículas micrométricas de superfícies andaimes monolíticos mesoporosos usando copolímero tribloco Pluronic P123 [P123; poli (óxidos de etileno-propileno de óxidos bloquear bloquear -etileno óxido) (20 OE OE 20 70 PEO)] como molde. Sob condições típicas, adicionar P123, pentadecano, e ortossilicato de tetrametilo (TMOS), a uma razão de massa de 1,6: 2: 1,2 a HCl / H2O (pH ~ 1,0) num balão de fundo redondo de 200 ml; em seguida, mistura agitar a 45 ° C até a formação de um sol-gel homogénea. Conectar balão de um evaporador rotativo, e evapora-se mistura à temperatura de 45 ° C e uma pressão inicial de 1.023 hPa. Sob estas condições, a hidrólise exotérmica e condensação de TMOS ocorrer rapidamente. Continue evaporatina da mistura durante 10-20 min para obter o monólito óptico semelhante a gel em forma de rodas da carruagem volta da parede do balão de conexão 37-39. Seca-se o frasco que contém o monólito como feitos a 45 ° C durante 24 horas para completar a secagem. Trate seca monólito vagão-em forma de roda a 450 ° C durante 8 horas, sob condições atmosféricas normais. Moer monólito sólido calcinado completamente usando almofariz e pilão, e armazenar material do solo para uso posterior como uma plataforma carrier na fabricação de AFM. 2. Caracterização de Materiais Microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM) Dispersar 1 mg de amostra em 5 ml de solução de etanol usando um limpador ultra-sônico, e em seguida, cair duas gotas de amostra numa grelha de cobre. Vacuum-secar o grid para 20 min antes de inserir amostras na coluna HRTEM. Execute HRTEM usando um microscópio eletrônico de transmissão conectada a uma câmera CCD. Micrografias da ficha HRTEM a uma voltagem de aceleração de 200 kV para se obter uma resolução de 0,1 nm treliça. N 2 isotérmicas de adsorção-dessorção Pré-tratamento de amostras a 100 vagão-em forma de roda ° C durante 8 horas, sob vácuo, para equilibrar a pressão para 10 -3 Torr. Medir N 2 isotérmicas de adsorção-dessorção a 77 K com uma área superficial e tamanho de poro analisador de acordo com as instruções do fabricante Determinar a distribuição de tamanho de poro de isotérmicas de adsorção, utilizando a teoria do funcional da densidade não-local. Calcular a área de superfície específica (S BET), utilizando dados de adsorção multiponto a partir de segmentos lineares dos N 2 isotérmicas de adsorção usando Brunauer-Emmett-Teller (BET) teoria. Pequeno ângulo de difracção de raios-X (DRX) Medir padrões de DRX, utilizando um difractómetro de 18 kW e monocromada radiação CuKa, de acordo com o fabricante# 39; s instruções. Grave diffractions usando tanto um monocromador de grafite e detectores espelho Göbel com 2q ângulos entre 0,1 ° e 6,5 °, correspondendo a d- espaçamentos entre 88,2 e 1,35 nm. Moer a amostra e espalhar o pó no suporte de amostras. Confirme resolução de picos de difração com reprodutibilidade padrão em 2θ (± 0.005 °). Medição da amostra Repita três vezes com rotação em vários ângulos (15 °, 30 ° e 45 °). 3. Fabrico de Pd (II) -MSA-1, Au (III) -MSA-2, e Co (II) 3–MSA Síntese de Pd (II) -MSA-1 e Co (II) 3–MSA Nota: Use um método assistido por pressão de dirigir a modificação do vagão em forma de roda, Ia cúbico de 3 d monólitos por 1,5-dicarboxilato difeniltiocarbazona (L1) e 2-nitroso-1-naftol (L3) ligantes (0,1 M EtOH soluções) para o fabrico de Pd (II) -MSA-1 e Co (II) -MSA-3, respectivamente. Adicionar et1,5-dicarboxilato hanolic difeniltiocarbazona (L1) ou 2-nitroso-1-naftol (L3) soluções para monólitos vagão rodas sólidos em balão de fundo redondo e mistura sob agitação durante 1 min. Conectar balão contendo EtOH-L1 mistura heterogénea monólito / sólido para um evaporador rotativo e evapora-se mistura à temperatura de 45 ° C e uma pressão inicial de 1.023 hPa. Conectar um outro frasco contendo mistura de EtOH-L3 / monólito sólido heterogéneo para um evaporador rotativo e evapora-se a mistura a 50 ° C e uma pressão inicial de 1.023 hPa. Remova a solução heterogénea a partir de EtOH-ligando mistura de EtOH / monólito sólido sob vácuo à temperatura ambiente. Esclarecer o mecanismo de formação de (interacções ou seja, de van der Waals e ligações de H) (MSA-1 e MSA-3) de physisorbed interacções de curto alcance ligando-sólido entre os grupos hidroxilo abundantes dos locais de superfície activa do vagão rodas -shaped andaimes e o heteroátomo ligandos 40,41. Calcule o amounts de imobilizada L1 e L3 como se segue: Q E = (C 0 – C E) V / M, onde Q e é quantidade adsorvida, V é o volume da solução (L), m é a massa dos transportadores (g), e C 0 e C e as concentrações iniciais e sobrenadante da sonda, respectivamente. A quantidade de imobilizada L1 e L3 podem ser deverá ser de cerca de 0,09 mmol / g. Síntese de Au (III) 2–MSA NOTA: Aplicar blocos de construção protocolo para sintetizar Au (III) -MSA-2: Imobilizar uma 40 ml de solução de etanol a 0,1 M de brometo de dilauryldimethylammonium (DDAB) em 0,5 g de andaimes HOM-vagão em forma de roda, utilizando um evaporador rotativo para produzir em forma de rodas da carruagem monólitos HOM-DDAB. Dissolve-se 20 mg de 5–hydrophilic6-hidroxi (4-sulfonatofenilazo) -2-naftalenossulfónico sal dissódico do ácido (L2) do ligando em 80 ml de água Dl. Adicionar 0,5 g de monólitos HOM-DDAB sólidos. on remova a H 2 O solução através de filtração. Lavar HOM-DDAB-L2 com água desionizada até não L2 é eluída; em seguida, amostra seca a 65-70 ° C durante 4 h. Nota: 0,07 mmol de L2 ligando por grama de HOM andaime foi incorporada HOM-DDAB 42. Esclarecer o mecanismo de formação (MSA-2) com base na interacção L2-DDAB-sólido. 4. Estudos de lote para a detecção de Pd (II), Au (III) e Co (II) Íons Imergir 20 mg de MSA-1, MSA-2, e MSA-3 em uma mistura de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões vagão em forma de rodas (ião concentração: 2 mg / L) ; ajustar o volume para 20 ml e o pH ao valor de pH apropriado, de 2, 7 e 5,2, respectivamente. Agitar mecanicamente misturas em um banho de água de temperatura controlada a 25 ° C durante 45 min a uma velocidade de agitação constante de 300 rpm. Filtro MSAs através de papel de filtro de 25 mm; após equilíbrio, usar a avaliação visual da cor e de reflectância measurem espectrosentos para determinar concentrações de íons. Determinar-se Pd (II), Au (III), e Co (II) como alvo as concentrações de iões através da comparação intensidades de reflectância de MSA-1, MSA-2, e MSA-3 em λ máx 384, 486, e 537 nm, respectivamente, durante a adição de concentração desconhecida de amostras-alvo com os de concentração padrão de amostras-alvo. Realizar outras experiências utilizando alvo de Pd (II), Au (III), e Co (II) em concentrações de iões de o valor de pH óptimo de 2, 7 e 5,2, respectivamente, utilizando espectroscopia de UV-VIS. O parte por milhão (ppm, mg / L), uma parte por bilião (ppb, ug / L), e molar (mol / L) unidades são utilizadas para definir a concentração do ião alvo em solução. 5. Método para a remoção de Pd (II), Au (III), e Co (II) Iões Imergir 40 mg de cada MSA em forma de rodas da carruagem de uma mistura específica de Pd (II), Au (III), e Co (II), as concentrações de iões; ajustar o pH da mistura para valores específicos de 2, 7 e 5,2, respectivamente, num volume de 20 ml, e mistura-se agitar durante 2 horas à temperatura ambiente. Filtro MSAs sólidos e analisar filtrado por espectroscopia de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) 28-30. Calcule a isotérmica de Langmuir com base na seguinte equação 43: em que C é a concentração de iões e de destino, e Q é quantidade de ião alvo em equilíbrio nas solução, Q m (mg g -1 ·) é a quantidade de Pd (II), Au (III), ou Co (II) removido para iões formar a cobertura monocamada, K e G é a constante de equilíbrio de adsorção de Langmuir. Por exemplo, os dados indicam q m a prática remoção dos iões metálicos a partir do meio aquoso com eficiências de adsorção elevadas (97% -98%). Além disso, os valores de K L são consistentes com as taxas de adsorção / dessorção, indicando ensaios de adsorção de metais totalmente reversíveis. </ol> 6. Formação de metal-ligando constantes de ligação em forma de vagão rodas MSAs Determinar constantes de estabilidade (log K s) de [PD- (L1) 2], [Au- (L2)], e [Co (L3) 2] complexos a pH 2, 7 e 5,2, o que pode ser esperado a ser cerca de 5,8, 4,9, e 7,9, respectivamente. Calcular constantes de estabilidade de acordo com a seguinte equação 28-32: log K s = ([ML] S / [L] S) × [M] onde [M] é a concentração de livre de Pd (II), Au (III), ou Co (II), iões em solução; [L] representa a concentração de L livre (isto é, G não ligados à Pd (II), Au (III), ou Co (II), iões); e S subscrito refere-se à concentração total de Pd (II), Au (III), ou Co (II), iões na fase sólida do MSA em forma de rodas da carruagem. Determinar os limites de detecção (LOD) de MSAs de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões como se segue: LOD = 3σ / Ψ onde σ e Ψ é o desvio padrão e o declive da curva de calibração 40-42. 7. Sistema Experimental Selective-ion-extracção NOTA: Certifique-específico e forte de metal-to-ligando de ligação da seguinte forma: Ajustar o pH da solução extraída com 2, 7, e 5,2 para o Pd (II), Au (III), e os iões Co (II). Alterar as concentrações de iões metálicos para interferir ≤5 vezes maiores do que as concentrações de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões alvo. Adicionar 2 ml de agente formador de complexo (por exemplo, 0,3-0,5 M / citrato de tartarato) a extraiu-se a solução antes da adição de iões alvo de restringir activamente a reacção de iões de Cu (II). 8. real extração de metais de Minas Urban Dissolver o conselho PCI em ácidos fortes para obter os íons metálicos em solução. MSAs Adicionar à solução contendo Pd (II), Au (III), e os iões Co (II) para extrair estes iões em contínuoMSAs. Filtro MSAs sólidos e analisar filtrado por ICP-MS.

Representative Results

Cúbico Ia 3 d andaimes monolíticos gyroidal periódicas e MSAs vagão-em forma de roda com grande cilíndricos poros abertos (até 10 nm de diâmetro) foram fabricados usando assistida por pressão de modelagem direta com um sistema P123 copolímero microemulsão. Micrografias TEM dos MSAs mostrar canais vagão rodas como organizados em grandes tamanhos de domínio e em diferentes geometrias de orientação nas gyroidal bicontinuas cúbicos Ia 3 d mesoestruturas (Figura 1). Embora as sondas de L1, L2 e L3 foram directamente physisorbed nos andaimes monolíticas (~ 80 mg de sonda por grama de andaime), as MSAs fornecida controle sobre potencial lixiviação dos ligandos mediante lavagem, sentindo ensaios condição, e tratamento químico durante ciclos de regeneração / reutilização. Roda de carroça poros forma-como destaque as cúbicos Ia de 3 d estruturas dos MSAs, como evidenciado pelas imagens TEM (Figura 1). oMicrografias HRTEM gravadas ao longo da faceta dominante na direção [111] indicam a formação de cúbico morfologia da superfície bi-contínuo 37-39. Seis vezes canais simétricas com diferentes interligações nanométricas em roda de vagão poros forma-como eram as características cúbicos estruturas Ia3d de rede de AFM (Figura 1, centro) 44. Além disso, o acordo na rede celular unidade de determinação por micrografias TEM (22,5 nm) com o parâmetro de célula unitária determinada pelo pequeno ângulo DRX (a = d 211 √6) indica a formação da morfologia cúbica Ia3d MSA. O aparecimento de poros de diferentes formas geométricas neste orientação seis vezes em torno de cada padrão de roda vagão é a característica chave do controlado de Pd (II), Au (III), e Co (II) de difusão de iões, adsorção, e recuperação. A Figura 2B indica que geometrias de poros em forma uniforme e propriedades texturais do cúbica <em> Ia 3 d MSA-1, MSA-2, e MSA-3 foram mantidos (área de superfície (S BET) de 560, 520, e 570 m 2 / g; volume de poros (V p) de 1,03, 0,98, e 1,09 cm3 / g, e de tamanho de poro (D / nm) de 8,2, 8,1, e 8,2 nM, respectivamente, como evidenciado resultados de isotérmica de N 2). Esta retenção da integridade estrutural cúbico Ia 3 d MSA foi utilizado para o desenho racional dos MSAs, para o qual o Pd (II), Au (III), e Co iões (II) foram detectadas com um tempo de resposta rápido, mesmo em nanomolar concentrações (Figura 3-5). Um número considerável de grupos orgânicos com potenciais sítios ativos funcionais estão fortemente ancorados nas superfícies de roda de carroça de poros via H-ligação e interações dispersivas com retenção da cúbico Ia 3 d geometria, como evidenciado pelos planos Bragg reflexão (hkl) (Figura 2A ). A formação de MSAs híbridos orgânico-inorgânicos estáveis ​​com adequadoalojamento de L1, L2, L3 e nos poros roda de vagão pode levar a não lixiviação dos ligantes durante os sensores íon metálico / captura / ensaios de remoção e processo de reutilização / valorização. A especificidade e a sensibilidade da AFM em forma de rodas da carruagem para o alvo de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões foram controlados por ajustamento do pH a 2, 7 e 5,2, respectivamente. Estes valores de pH específicos são os mais adequados para o controlo e remoção de íons metálicos usando AFM (Figura 6A) seletivo, sensível e eficiente. O processo de quantificação para a detecção / captura de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões com MSA-1, MSA-2, e MSA-3 envolvido detecção de mudanças na intensidade da cor em tempos de resposta de cor (R t) de 2, 3, e 5 minutos, respectivamente. Para avaliar as sensibilidades das AFM, transições de cor no espectro de reflectância que podem ser detectadas pelo olho humano foram cuidadosamente monitorizados ao longo de uma vasta gama de concentrações de iões metálicos(0-5,000 mg / L). As figuras 6B-D mostram alterações na cor e refletância intensidade da MSA-1, MSA-2, e MSA-3 em λ max 384, 486 e 537 nm, respectivamente. Estas alterações indicam-metal-ligando eventos de ligação durante a formação do octaédrico [PD- (L1) 2], quadrada planar [Au- (L2)], e octaédrico [CO- (L3) 2] complexos (a estabilidade As constantes de estes complexos são mais elevados do que os de complexos de iões concorrentes; Figura 7) .A reflectância respostas espectrais dos MSAs indicou a eficiente detecção / reconhecimento de metais. Além disso, a Figura 6F mostra que as AFM são muito eficazes na remoção e monitorização de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões de mina urbana e soluções LIB mais de uma vasta gama de concentrações (ug / L a mg / l) e, mesmo nos limites de baixa concentração de 0,19, 0,6 e 0,51? g / L, respectivamente. As eficiências de íon-sensing / íon de remoção do wagon em forma de roda para a AFM de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões na ausência e na presença de iões interferentes foram avaliadas (Figura 7). Alterações significativas nos padrões de cor e os espectros de reflectância visível foram evidentes, na maioria dos casos, após a adição de 1 a 18 iões concorrentes [ou seja, (G1) de K (I), Na (I), Li (I), Ca (II ), Fe (III), e Cu (II); (G2) de Cd (II), Pb (II), Hg (II), Ni (II), Mn (II), Al (III); e (G3) de Bi (III), Zn (II), Dy (III), Er (III), Ho (III), e La (III)] para o Pd (II), Au (III), e Co (II) sistemas de íons, confirmando a remoção selectiva e acompanhamento eficaz do alvo (T) íons. Baixas concentrações de Ni (II), Cu (II) e Fe (III), iões de interferência, mas interferências foram eliminados usando 0,3-0,5 M / citrato de solução de tartarato como um agente supressor; Não ocorreram alterações significativas nos padrões de cor visível e re fl ectance espectros ocorreu depois da adição de concentrações elevadas de vários catiões nas condições de iões de detecção óptima / captura (pH 2, 7 e 5,2, 40 mg de AFM, volume de 20 ml, 25 ° C) (Figura 7). Estes resultados indicaram a identificação selectiva e captura de iões alvo de uma vasta gama de amostras reais contendo altas concentrações de iões concorrentes 45,46. A reutilização da AFM em forma de rodas da carruagem foi avaliado através da análise do espectro de reflectância dos ensaios de detecção / de captura de iões alvo e determinar a eficiência de absorção (E%) como uma função do ciclo de regeneração / reutilização. O processo de reciclagem foi realizada por extracção do Pd (II), Au (III), e Co (II), iões de MSA as superfícies (isto é, a descomplexação). Descomplexação foi conseguida por tratamento do Pd (II) -, Au (III) -, e Co (II) -MSAs com 0,1 M de HClO 4 0,1 M tioureia em 1% de HCl concentrado, e HCl 2 M, respectivamente. O tratamento foi realizado a descomplexação várias vezes para remover completamente o Pd (II), Au (III), e Co (II), iões de as superfícies de MSA. UV-vis spectrosforam usadas cópia e ICP-MS para confirmar que as superfícies MSA estavam livres de metais (Figura 8). A eficiência de absorção para MSA-1, 2-MSA, e MSA-3 foram calculados como% (C / C 0), em que C é o alvo A concentração de iões de absorção por MSAs sólidos e C 0 é a concentração inicial de iões alvo. Os resultados indicaram que as funcionalidades dos MSAs em forma de roda de carroça foram mantidas ao longo de oito ciclos de regeneração / reutilização 46,47. A recuperação de Pd (II) e Au (III) a partir de sucata eletrônica (ou seja, placas PCI) e Co (II) a partir de LIBs foi realizado em várias etapas: A primeira fase foi a separação mecânica dos componentes da placa PCI moídas. A segunda fase inclui um processo hidrometalúrgico de pré-tratamento, na qual as aparas da placa PCI de origem (e-resíduos) foram lixiviados numa mistura de H 2 SO 2 4-ND 0,2 MH 2 O 2 a 90 ° C durante 6 h para dissolver metais (Cu, Fe, Ni, Al, Li, Mn, Co e Zn) e uma suspensão de plástico parcialmente dissolvido e Pd (II) e Au (III ) íons 8. Após filtração de plásticos não dissolvidos, o resíduo foi lixiviado com um ácido conjugado de HCl e HNO 3 (3: 1) a 70 ° C durante 3 horas para formar uma solução solúvel de Pd (II), Au (III), de Ag (I ), Fe (III), Sn (IV) e Al (III), iões. O Fe (III), Sn (IV) e Al (III), iões de precipitar, aumentando o pH da solução até 4,5 utilizando NaOH a 2 M e filtrou-se. Foi precipitado de AgCl utilizando NaCl e filtração (Figura 9). Além disso, os componentes de resíduos LIBs foram tratados com HNO 3, conduzindo a uma mistura de Co (II), Ni (II), Mn (II), Li (I), Fe (III), e Al (III), iões. A terceira etapa envolveu uma série de experiências de cada lote realizada em condições experimentais controladas. Nestas experiências, as soluções de lixiviação foram purificados, Pd (II) e Au (III)iões foram recuperados a partir das soluções de sucata electrónica, utilizando MSA MSA-1 e-2 (ver Figura 9), e Co (II) foi recuperada a partir dos produtos principais da solução usando LIB MSA-3 (Tabela 1). Após a remoção, o filtrado foi analisado por ICP-MS. Na quarta etapa, as absorções percentuais de Pd (II) e Au (III) por MSA-1 e MSA-2 a partir de uma mistura mina compósito urbana real, [0,119 mg / L de Pd (II), 0,35 mg / L de Au (III ), 0,23 mg / L de Ag (I), 7,05 mg / l Cu (II), 5,78 mg / l de Ni (II), 13,35 mg / L de Fe (III), 7,09 mg / l de Al (III)] foram determinados. MSA-3 foi usada para estimar a recuperação de Co (II), iões de uma mistura compósita real LIB [1,75 mg / l de Co (II), 420 mg / l de Ni (II), 350 mg / l de Mn (II), 370 mg / L li (I), de 7 mg / L de Fe (III), 1 mg / l de Al (III)]. A eficiência de absorção de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões de MSA-1, MSA-2, e MSA-3 foi calculada como se segue: E% = C A / C E = C 0 – C e / C <sub> 0, em que C A é a absorção de concentração de iões alvo por MSAs sólidos, e C E e C 0 são as concentrações de iões alvo nas soluções equilibradas e inicial. A Tabela 1 apresenta os resultados para o estudo da amostra real da extracção de Pd (II), Au (III), e Co (II), utilizando as MSAs; as absorções percentuais de Pd (II), Au (III), e Co (II) foi de aproximadamente 79%, 68%, e 66%, respectivamente. A quinta etapa envolveu experimentos de recuperação usando agentes de decapagem (Figura 3-5) para libertar Pd (II), Au (III) e Co (II) íons de superfícies MSA em forma de roda de carroça. A eficiência de recuperação (% R) foi calculada como se segue:% = R C R / C A, em que R é C a concentração de iões alvo libertados em solução por o agente de extracção. Análises de ICP-MS das soluções recolhidos indicavam que >> 98% dos iões metálicos nósre lançado pela química simples remoção (Tabela 1). Este resultado indica que os níveis de ultra vestigiais de Pd (II), Au (III), e Co (II), iões foram extraídas da mina urbana pelo MSAs. Figura 1. Investigação de geometria em forma de roda de carroça. Micrografias HRTEM do padrão de roda de carroça nas cúbicos Ia de 3 d estruturas dos MSAs. Centro: A forma de cristal. Figura 2. Determinação de parâmetros de rede de cristal e de superfície mesostructured de poros vagão-em forma de roda. Difratogramas (A) e N 2 adsorção / isotérmicas de dessorção (b) da forma de roda de carroça, Ia cúbicos de 3 d MSAs. <p class="jove_content"fo: manter-together.within-page = "always"> Figura 3. engenharia sistemática do MSA-1. A fabricação de Pd (II) -MSA-1 e Co (II) -MSA-3 através do método assistido por pressão. Figura 4. engenharia sistemática do MSA-3. A fabricação de Co (II) -MSA-3 através do método assistido por pressão. Figura 5. engenharia sistemática da MSA-2. Fabricação de Au (III) -MSA-2 através do protocolo de blocos de construção. Figura 6. controlada de Pd (II) dependente do pH, Au (III), e Co (II) s-iãosistemas Ensing. (A) Os perfis de pH-resposta de MSA-1, MSA-2, e MSA-3 durante a detecção e de remoção de ensaios de alvo de Pd (II), Au vagão em forma de rodas (III), e Co (II), iões. A eficiência dos espectros de reflectância foi monitorizada como uma função do pH no λ max = 384, 486, e 537 nm, respectivamente. (B – D) concentração de iões alvo como uma função da reflectância de espectros MSA-1, 2-MSA, e MSA-3, respectivamente. (E) Cor mapeia para as MSAs com adição de 2 ppm de Pd (II), Au (III), e Co (II). (F) de traçagem de (R – R 0) vs. [M + n] para MSA-1, 2-MSA, e MSA-3. Nota: R e R representam 0 a reflectância da AFM com e sem a adição de iões alvo, respectivamente. Figura 7. Estudo da Pd (II), Au (III), e Co (II) sistemas selectivos de iões (A – C). A selectividade de MSA-1, 2-MSA, e MSA-3-vagão em forma de roda para Pd (II) (2 mg / L), Au (III) (1 mg / L), e Co (II) (2 mg / L) de iões de detecção e ensaios de remoção de iões. (D) a cor resposta sequencial ofMSA-1, MSA-2, e MSA-3 (em branco, isto é, de ensaio isento de metal) para alvo de Pd (II), Au (III), e os iões Co (II) mediante adição de interferir íons em single, binário, e grupos de íons (G1-G3). Figura 8. Reutilização de MSAs vagão em forma de rodas (A) Avaliação das vagão-em forma de roda, ópticos ensaios de detecção / remoção dos íons de destino após oito ciclos de regeneração / reutilização (concentração de íons alvo:. 2 mg / L; pH e os valores de tempo de resposta para o sinal de MSA-1, 2-MSA, e MSA-3: pH = 2, 7, umad 5,2, Rt = 2, 3, e 5 min; T = 25 ° C). (B) a eficiência de Captação vs. número ciclo de regeneração. Figura 9. real recuperação de Pd (II) e Au (III) íons de soluções de sucata eletrônica. Tratamento hidrometalúrgico de placas PCI e recuperação de Pd (II) e Au (III) íons de soluções de sucata eletrônica. Íons alvo Alvo de íon-determinação Iões alvo (mg / L) Iões metálicos coexistiram (mg / L) E% R% </tr> De Pd (II) C 0 0,119 Ag (I): 0,23, Au (III): 0,35, Al (III): 7,09, Ni (II): 5,78, Fe (III): 13,35, Cu (II): 7,05 79 97 C e 0,025 Ag (I): 0,225, Au (III): 0,351, Al (III): 7,11, Ni (II): 5,77, Fe (III): 13,32, Cu (II): 6,95 C R 0,0913 Ag (I): 0.00, Au (III): 0,001, Al (III): 0,00, Ni (II): 0,002, Fe (III): 0,005, Cu (II): 0,009 Au (III) C 0 0,35 Ag (I): 0,23, Pd (II): 0,119, Al (III): 7,09, Ni (II): 5,78, Fe (III): 13,35, Cu (II): 7,05 68 98 C e 0,11 Ag (I): 0,231, Pd (II): 0,118, Al (III): 7,00, Ni (II): 5,66, Fe (III): 13,29, Cu (II): 6,92 C R 0,235 Ag (I): 0.00, Pd (III): 0,002, Al (III): 0,00, Ni (II): 0,004, Fe (III): 0,003, Cu (II): 0,01 Co (II) C 0 1.75 Ni (II): 420, Mn (II): 350, Li (I): 370, Fe (III): 2.00, Al (III): 0,40 66,3 95 C e 0,59 Ni (II): 419,34, Mn (II): 350,06, Li (I): 370, Fe (III): 1.91, Al (III): 0,05 C R 1.15 Ni (II): 0,85, Mn (II): 0,00, Li (I): 0,00, Fe (III): 0,05, Al (III): 0,02 Tabela 1. A determinação quantitativa dos íons metálicos em amostras reais. ICP-MS dados analíticos para a recuperação de Pd (II), Au (III) e Co (II) íons em sucata eletrônica e soluções LIB.

Discussion

A procura mundial está a crescer para um meio para detectar com precisão e rapidez, selectivamente reconhecer, e recuperar-se Pd (II), Au (III), e Co (II), iões de sucata electrónica e soluções lib. Para resolver esta questão, em forma de roda de carroça, MSAs ópticos para detecção química / remoção / extração e recuperação desses íons metálicos foram desenvolvidos.

Na concepção dos MSAs, dois fatores-chave foram considerados os seguintes: (1) receptores e (2) a imobilização / transdução andaimes. Receptores ligantes orgânicos são responsáveis ​​pela selectividade das AFM; andaimes são responsáveis ​​pela estabilidade, reutilização e sensibilidade dos MSAs. Por causa dos seus canais altamente uniformes, grandes áreas de superfície, distribuição de tamanho de poro, e a estrutura das rodas da carruagem controlável, que é geralmente associada com a [111] projecção da morfologia da superfície bicontinua cúbico (Figuras 1 e 2), o vagão-based MSA roda Ia 3 dandaimes materiais mesoestrutura fornecida controlo sobre os potenciais exigências de este método de detecção / remoção / extracção e recuperação da seguinte forma: (1) a estabilidade do ligando-incorporação HOM sólido (isto é, nenhuma lixiviação dos ligandos mediante lavagem), (2) condições de detecção ensaios, e (3) condições de tratamento químico durante a regeneração / ciclos de reutilização (ou seja, após oito ciclos); alta cobertura ligando-superfície e dispersão; robustez mecânica; e eficiente de processamento de recuperação da minha urbana.

Para fabricar o desenho MSAs estável e robusto, o monofunctionalization da superfície de poro interna da roda do vagão ou a inclusão sucessiva de diferentes ligandos (isto é, L1, L2, e L3; Figuras 3-5) para os andaimes HOM podem ser alcançados por pressão assistida- co-condensação; os híbridos de alta ordem MSA-1 e MSA-3 foram obtidos utilizando L1 e L3, respectivamente. Criação controlada de MSA-2 baseou-se na sintonia fina padronização superfície óf O vagão arquiteturas roda andaimes mesoscópicos. Isto foi realizado usando um agente activo dispersível (DDAB) que conduziu à decoração densa de centros de sinalização L2 dentro das cavidades da roda de vagão de poros. Com estes modelos MSA, os iões metálicos podem interagir com radicais orgânicos por ligação não covalente (por exemplo, ligação de hidrogénio), a coordenação de metal, forças hidrofóbicas, de van der Waals, interacções π-¸, e efeitos electrostáticos e / ou electromagnéticos (Figuras 3-5 ). Nos ensaios de detecção, MSAs nanoengineered pode ser desencadeada por um alvo Pd (II), Au (III), ou Co (II) espécies de íons e transdução de sinais ópticos mensuráveis ​​sob pH sinérgica, temperatura de reação, eo tempo de contacto condições (tempo de resposta), permitindo a ligação dos metais em um bolso hidrofóbico ou hidrofílico ligando a ser imitada. A AFM desenvolvidos não só removido de Pd (II), Au (III), e Co (II) a partir de matrizes de iões complexos ambientais mas também fornecido um meio para um visual simplesestimativa colorimétrica da concentração de ião metálico; UV-vis de espectroscopia de reflectância sensivelmente quantificada a concentração de iões metálicos ao longo de um largo intervalo de concentrações (figuras 3-6). Assim, MSAs fornecer uma solução colorimétrico com base em simples e sensível para detectar alterações ao longo de uma vasta gama de concentrações de iões metálicos, bem como um meio sensível para a quantificação de iões alvo, evitando assim a necessidade de instrumentos sofisticados. Mesmo em concentrações ultravestigiais ≤0.19 (ug / L), uma mudança no sinal de espectros de reflectância dos sensores apareceu durante a formação dos complexos (Figura 1).

Em sistemas de detecção / remoção / extração de lote, uma grande vantagem da AFM em forma de roda de carroça é sua seletividade para íons alvo, impedindo assim obstáculo de interferir iões concorrentes. Figura 6 confirmou a retirada seletiva e monitoramento eficiente de Pd (II), Au (III) e Co (II) por íonsos MSAs ópticos. A alteração negligenciável nos sinais de reflectância da AFM na presença de iões competitivos indicaram que os quelatos fracos foram formados entre os metais concorrentes e L1, L2, L3 e, especificamente, a um pH de 2, 7 e 5,2, respectivamente. A selectividade dos MSAs pode ser atribuída à formação de octaédrica altamente estável [PD- (L1) 2], quadrada planar [Au- (L2)], e octaédrico [CO- (L3) 2] complexos.

Para julgar a relação custo-eficácia, a reciclabilidade e durabilidade dos MSAs vagão em forma de rodas depois de repetidos de regeneração / ciclos de reutilização foram investigados. A figura 8 mostra que os MSAs manteve uma elevada eficiência de detecção / remoção / extração de Pd (II), Au ( III) e Co (ciclos II) íons sobre a regeneração repetida / reutilização, apesar de eficiência global diminuiu ligeiramente, após o sexto ciclo de regeneração / reutilização. A estabilidade da cúbico Ia 3 d mesoestrutura e a incorporação de L1, L2 e L3 no ouderada poros (induzidas pela forte H-ligação e interações dispersivas) vagão-em forma de roda desempenham papéis importantes na manutenção da funcionalidade do sistema / captura de iões de detecção através de vários ciclos de regeneração / reutilização (ver Figura 7).

Recuperando-se Pd (II), Au (III) e Co (II) íons da mina urbano pode ajudar a limitar o dano ambiental associado mineração destes metais, especialmente no que diz respeito ao impacto sobre a terra e clima. Usando amostras de minas urbanas reais, os resultados mostraram que os MSAs aqui descritos pode recuperar seletivamente Pd e Au de lixo eletrônico, e Co a partir LIBs descartados (Tabela 1 e Figura 9), mas prático, processo evolutivo continua a ser desafio para o futuro aplicabilidade da recuperação de metal da minha urbana.

Com base no protocolo de gestão proposto, dois componentes-chave desempenham um papel importante na acessibilidade íon metálico melhorada, capacidade de adsorçãoE recuperação durante os processos heterogêneos. Em primeiro lugar, os grandes proporções de superfície para volume e poros cilíndricos abertos da roda de vagão cúbicos Ia 3 d mesoestruturas (AFM) promover a montagem ligando de orientação (como evidenciado pela interacção flexível de Pd (II), Au (III), e Co (II) com iões de L1, L2 e L3 e a elevada afinidade do ligando de metal-a-eventos de ligação) (Figuras 3-5). Em segundo lugar, os processos de adsorção / detecção / de extracção selectivos dependerá principalmente da estrutura do agente quelante, as condições experimentais (particularmente Ph), a composição do sistema de iões, as concentrações de iões de metal e metal-ligando de ligação de eventos. Embora este protocolo mostra avanços significativos na qualidade e eficiência dos métodos de recuperação, são necessários mais esforços para que eles possam ser usados ​​em outros aplicabilidade exigente de resíduos ambientais, no qual eles enriquecido com altas doses de metais ativamente competitivos como Cu (II), Fe (III) umd iões Ni (II).

Em conclusão,,,-vagão em forma de roda MSAs eficiente e econômica têm desenvolvido para a recuperação de paládio, ouro e metais cobalto da mina urbana. Os resultados mostram evidências de que as AFM será útil em fornecer uma rota para um fornecimento sustentável de ouro, paládio, cobalto e para satisfazer as necessidades da sociedade moderna.

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi financiado pelo Ministério da Educação, Cultura, Esportes, Ciência e Tecnologia e do Ministério do Meio Ambiente, Governo do Japão.

Materials

Tetramethylorthosilicate (TMOS) Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 681-84-5 Molecular Weight 152.22; Linear Formula Si(OCH3)4; 218472-500G
Poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol), PEG-PPG-PEG, Pluronic® P-123 Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 9003-11-6 average Mn ~5,800
Sodium citrate tribasic dehydrate Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 6132-04-3 Linear Formula HOC(COONa)(CH2COONa)2 · 2H2O; Molecular Weight 294.10; S4641-500G
Pentadecane, C15 Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 629-62-9 Linear Formula CH3(CH2)13CH3; Molecular Weight 212.41
3-(N-Morpholino)propanesulfonic acid (MOPS) Tokyo Chemical Industry Con, LTD (TCI) CAS Number：1132-61-2, Product Number M0707 Linear Formula C7H15NO4S, M1254-250G, Molecular Weight 209.26
2-(cyclohexylamino) ethane sulfonic acid (CHES) Tokyo Chemical Industry Con, LTD (TCI) CAS Number：103-47-9, Product Number C0920 Linear Formula C8H17NO3S,  Molecular Weight 207.29
N-cyclohexyl-3-aminopropane sulfonic acid (CAPS) Dojindo Chemicals (Japan) 343-00484, Lot.DE132 Linear Formula C9H19NO3S, M1254-250G, Molecular Weight 221.32
2-Nitroso-1-naphthol (NN) Tokyo Chemical Industry Con, LTD (TCI) Product Number N0267 Linear Formula ONC10H6OH, M1254-250G, Molecular Weight 173.17
Sunset Yellow FCF Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 2783-94-0 Empirical Formula (Hill Notation) C16H10N2Na2O7S2, Molecular Weight 452.37, 465224-25G
Diphenylthiocarbazone Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 60-10-6 Linear Formula C6H5NHNHCSN=NC6H5, Molecular Weight 256.33, 194832-10G
4-hydrazinobenzoic acid Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 619-67-0 Linear Formula H2NNHC6H4CO2H, Molecular Weight 152.15, 246395-25G
Carbon disulfide Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 75-15-0 Empirical Formula (Hill Notation) CS2, Molecular Molecular Weight 76.14, 335266-100ML
Ethanol absolute Sigma–Aldrich Company Ltd. (USA) CAS Number 64-17-5 Linear Formula CH3CH2OH, Molecular Weight 46.07, 24102-1L-R
Small angle powder X-ray diffraction (XRD)  Bruker D8 Advance Small angle powder X-ray diffraction (XRD) patterns were measured by using a 18 kW diffractometer (Bruker D8 Advance) with monochromated CuKα radiation and with scattering reflections recorded for 2θ 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 2θ = 0.1–6.5o with step size of 0.02o. To confirm the resolution of the diffraction peaks with standard reproducibility in 2θ (±0.005), the sample measurement was recorded by using both graphite monochromator and Göbel 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). 
N2 adsorption–desorption isotherms  BELSORP MIN-II analyzer (JP. BEL Co. Ltd) N2 adsorption–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–Emmett–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 10−3 Torr.
High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM)  JEOL JEM model 2100F microscope 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 ±0.01 in the molar fraction of each cation (with their sum normalized to unity). 
UV-Vis-NIR spectrophotometer Shimadzu 3700 The absorbance spectrum of the nano-collectors material was measured by UV-Vis-NIR spectrophotometer (Shimadzu 3700).
Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) Perkin Elmer Elan-6000 ICP-MS 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.
inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) PerkinElmer Elan-6000 
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El-Safty, S. A., Shenashen, M. A., Sakai, M., Elshehy, E., Halada, K. Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores. J. Vis. Exp. (106), e53044, doi:10.3791/53044 (2015).
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