血红蛋白晶体高效选择性回收电子废弃物及电镀废水中金的技术研究

为解决电子废弃物和电镀废水中金回收效率低、选择性差的问题，研究人员利用废弃牛血制备交联血红蛋白晶体（CLHCs），实现了金的高效回收（效率100%）、超高选择性（Au3+ 回收率95.14% vs. Cu2+ 0%）及超低残留（0.19 ppb）。该技术兼具低成本（25.25 CNY/kg）和快速平衡（2分钟）优势，为可持续资源回收提供了创新方案。

　　

随着电子产业快速发展，全球每年产生数百万吨电子废弃物，其中金含量远超原生矿石（200 g/吨 vs. 5-30 g/吨）。然而，现有回收技术面临效率不足、成本高昂和环境风险等挑战。与此同时，肉类工业每年产生大量废弃动物血液，既造成污染又浪费资源。如何将这两种"废弃物"转化为"资源"，成为循环经济的关键课题。

西北工业大学的研究团队创新性地利用废弃牛血中的血红蛋白制备交联血红蛋白晶体（Crosslinked Hemoglobin Crystals, CLHCs），并将其应用于金回收领域。研究发现，CLHCs在电子废弃物和电镀废水处理中展现出惊人性能：不仅实现100%的金回收效率，对Au³⁺
的选择性高达95.14%（其他金属离子如Cu²⁺
几乎不被吸附），残留浓度可低至0.19 ppb。更难得的是，整个过程仅需2分钟即可达到平衡，成本仅为25.25元/公斤。这项突破性成果发表在《Resources, Conservation and Recycling》上，为资源回收领域提供了全新的技术路径。

研究团队采用了几项关键技术：通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征CLHCs的晶体结构；使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定金属离子浓度；通过同步辐射光源（SSRF）分析晶体吸附机制。实验样本包括实际电子废弃物和电镀废水，以及来自陕西靖边县动物疫病预防控制中心的牛血原料。

材料与方法
研究以废弃牛血为原料，通过结晶和戊二醛交联制备CLHCs。SEM显示晶体尺寸为10-20 μm，XRD证实其保持完整晶格结构。吸附实验在pH 1-14范围内进行，考察了CLHCs对不同金属离子的选择性。

结果与讨论
CLHCs展现出独特的"物理吸附-化学还原"双机制：晶体孔隙物理捕获Au³⁺
，同时血红蛋白中的氨基酸（如组氨酸）将Au³⁺
还原为Au⁰
。在模拟工业废水测试中，CLHCs对1 ppm Au³⁺
的吸附容量达574.7 mg/g，远超传统生物吸附剂（如香蕉皮2034.70 mg/g需预处理）。实际应用测试表明，该技术可直接处理pH=1的强酸性电镀废水，且晶体可重复使用5次后效率仅下降2.3%。

结论
该研究开创性地将蛋白质晶体应用于贵金属回收领域，实现了"以废治废"的可持续目标。CLHCs的综合性能（高效率、高选择性、强酸耐受、低成本）使其具备工业化应用潜力。更重要的是，该技术为动物血液高值化利用提供了新思路，有望形成"电子废弃物-血液蛋白-金回收"的绿色产业链。未来研究可进一步探索其他蛋白质晶体在资源回收中的应用，推动循环经济发展。