在Co-Fe普鲁士蓝类似物中，协同作用的CN空位能够促进CO的深度光催化还原，生成CH?

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Synergistic CN vacancies in Co-Fe Prussian blue analogue for photocatalytic deep reduction of CO 2 to CH 4

WLEDs中Ga的生物浸出研究：非接触法利用混合菌种（Acidithiobacillus thiooxidans:A.ferrooxidans:L.ferrooxidans=1:1:1）在15 g/L pulp密度下3天实现99.5% Ga回收率，显著优于接触法的45.59%，发现细菌胞外聚合物（B-EPS）蛋白和多糖对Ga吸附率达21.43%，抑制浸出效率。该技术相比传统化学浸出更环保，且通过生物硫和溶解Fe3?协同作用提升浸出速率。

　　随着全球对节能和视觉效果显著的显示技术需求不断增长，发光二极管（LED）市场正在迅速扩张。LED因其高效率、低能耗、长寿命、快速响应速度、小型化以及低紫外线辐射等特性，被视为传统电气设备中照明光源的有力替代品。根据市场数据，2024年全球工业和商业LED照明市场规模约为543亿美元，预计到2033年将达到1387亿美元。然而，当这些LED产品达到使用寿命后，它们便成为一种重要的电子废弃物（WLEDs）。由于WLEDs中包含有价值的金属，并且对环境和人类健康存在潜在危害，对其进行回收显得尤为迫切。

在LED技术中，镓（Ga）是广泛使用且不可替代的关键材料之一。它被认为是制造半导体材料的重要金属，尤其在高亮度绿色针型LED中，Ga通常以氮化镓（GaN）的形式存在于芯片结构中。由于Ga在全球范围内的供应风险，许多国家已将其列为战略资源。因此，WLEDs可以作为Ga回收的替代资源。然而，目前Ga的回收面临诸多挑战，主要体现在回收效率低下、处理周期过长以及回收成本较高等方面。

目前，针对WLEDs中金属回收的方法主要包括热解、物理分解、真空冶金分离、离子交换以及使用硝酸和盐酸进行化学浸出等。这些方法虽然在一定程度上实现了金属的回收，但往往需要较高的酸浓度、较长的处理时间以及较高的温度条件，从而导致酸性废水的产生。相比之下，生物浸出（bioleaching）作为一种新兴的金属回收技术，因其相对较低的能耗、成本以及污染风险，被认为是更加环保和可持续的选择。

在生物浸出过程中，嗜酸菌会分泌无机酸或三价铁，这些物质作为浸出剂，能够促进固体废弃物中金属的溶解。然而，现有的研究主要集中在单一菌株的生物浸出系统，例如*Acidithiobacillus thiooxidans*、*Acidithiobacillus ferrooxidans*和*Leptospirillum ferrooxidans*等，这些菌株在金属回收方面的效率通常在40%-65%之间。然而，WLEDs中含有大量碱性成分和重金属，如铁（最高可达734650 mg/kg）、铜（最高可达4211 mg/kg）、镍（最高可达1629 mg/kg）和铅（最高可达186 mg/kg），这些物质对细菌的生长具有较强的抑制作用。此外，金属颗粒之间的机械剪切应力也会进一步影响细菌的活性。因此，传统生物浸出方法在WLEDs的金属回收中存在一定的局限性。

为了克服这些限制，本研究提出了一种新的生物浸出策略，即通过混合微生物群落（*Acidithiobacillus thiooxidans* : *Acidithiobacillus ferrooxidans* : *Leptospirillum ferrooxidans* = 1:1:1）来提高Ga的回收效率。该混合微生物群落不仅具有更高的功能稳定性，还能够显著提高金属的浸出效率。在之前的生物浸出研究中，这种混合微生物群落已被证明能够有效提高从黄铁矿、铀矿和电子废弃物中金属的回收效率，特别是在铁-硫循环和功能基因协调表达的耦合过程中。

在本研究中，通过对比接触生物浸出和非接触生物浸出两种方式，发现非接触生物浸出能够实现更高的Ga回收率。在15 g/L的固液比条件下，非接触生物浸出过程中，由微生物产生的浸出液（biogenic lixiviants）能够达到99.5%的Ga回收率，而接触生物浸出仅能达到45.59%的Ga回收率。这一结果表明，接触生物浸出过程中Ga回收率较低的主要原因在于细菌产生的胞外聚合物（EPS）对金属的吸附作用。特别是EPS中的蛋白质和多糖成分，被认为在接触生物浸出过程中对金属离子（尤其是Ga）的高吸附能力起着关键作用。EPS的吸附能力可以达到21.43%的Ga吸附率，这在一定程度上限制了金属的溶解效率。

与传统的生物浸出方法和化学浸出方法相比，非接触生物浸出利用微生物产生的浸出液，几乎能够完全回收WLEDs中的Ga。此外，非接触生物浸出方法能够有效避免由于高固液比导致的微生物毒性问题，同时显著缩短了浸出时间，将原本需要10-30天的处理周期缩短至仅需3天。这不仅提高了处理效率，还降低了对环境的影响，为大规模回收WLEDs中的Ga提供了一种可行的解决方案。

本研究还探讨了WLEDs中Ga的来源及其在不同处理条件下的回收特性。通过热解（460℃）处理，可以去除外层树脂材料，从而富集金属成分。WLEDs的主要组成包括半导体芯片、金属框架、金丝和聚合物外壳，其中Ga主要集中在半导体芯片中。通过热解处理，可以将外层树脂去除，从而暴露内部的金属材料，提高后续生物浸出的效率。

为了进一步验证非接触生物浸出和接触生物浸出之间的差异，本研究进行了EPS吸附实验。实验结果表明，非接触生物浸出过程中，微生物产生的浸出液能够有效促进Ga的溶解，而接触生物浸出则由于EPS的吸附作用，导致Ga的回收效率相对较低。因此，非接触生物浸出方法在Ga回收方面具有显著优势，能够克服接触生物浸出过程中存在的主要限制因素。

本研究的成果不仅为WLEDs中Ga的高效回收提供了新的思路，还为其他电子废弃物的资源回收提供了参考。通过使用混合微生物群落，可以有效提高生物浸出的效率，同时减少对环境的污染。此外，非接触生物浸出方法能够显著缩短处理时间，降低能耗，提高经济可行性，为实现绿色、可持续的金属回收提供了有力支持。

在未来的研究中，可以进一步探索不同微生物群落对金属回收效率的影响，以及如何优化生物浸出条件以提高回收率。此外，还可以研究EPS的结构和成分对金属吸附能力的影响，从而开发更加高效的生物浸出方法。通过这些研究，有望实现对WLEDs中Ga的高效、低成本、低污染的回收，为资源的可持续利用和环境保护做出贡献。