芳香族吸附剂在硫代硫酸盐浸金液中高效选择性回收Au(I)的作用机制研究

针对硫代硫酸盐浸金液中Au(S2O3)23?选择性回收难题，研究人员通过理论计算指导设计了三乙胺功能化聚氯甲基苯乙烯（PCMS-TEA）吸附剂，实现81.50 kg/t的高负载量及90%循环吸附率，揭示了苯环增强电荷密度的作用机制，为绿色提金技术提供新策略。

　　

黄金提取工业长期依赖剧毒氰化物工艺，而硫代硫酸盐体系因其环境友好性成为理想替代方案。然而，浸出液中金以[Au(S₂O₃)₂]^3?络离子形式存在，其高负电荷和空间位阻使得传统吸附剂难以实现选择性回收。更棘手的是，浸出液中铜络合物[Cu(S₂O₃)₃]^5?的干扰导致金回收纯度不足，这成为制约该技术工业化的关键瓶颈。

昆明理工大学的研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表的研究中，创新性地采用聚氯甲基苯乙烯（PCMS）为基质，通过三乙胺（TEA）功能化制备出PCMS-TEA吸附剂。该材料通过苯环增强季铵盐基团的电荷密度，实现对金络合物的高效捕获。研究显示，PCMS-TEA对10 mg/L低浓度金的吸附率超99%，最大负载量达81.50 kg/t，且在铜-乙二胺-硫代硫酸盐体系中仍保持优异选择性。

研究采用密度泛函理论（DFT）计算结合Multiwfn波函数分析、VMD可视化技术，揭示了吸附过程中Cl^?与[Au(S₂O₃)₂]^3?的离子交换机制。关键发现包括：1）吸附符合伪二级动力学和Langmuir单分子层化学吸附模型；2）苯环通过π电子效应增强季铵盐正电荷密度；3）吸附剂与金络合物间存在以范德华力为主的弱相互作用。使用NaCl解吸剂可实现5次循环后吸附率保持90%。

材料表征
SEM-EDS证实TEA成功接枝到PCMS表面，氮元素特征峰出现且氯峰减弱。XPS分析显示吸附后Au4f峰位移，证实Au(I)与吸附剂形成化学键。

吸附性能
pH=6时达到最佳吸附效率，Cu(II)存在下金选择性系数达4.8×10³ mL/g，远超同类材料。

机理分析
独立梯度模型（IGM）显示相互作用区域主要分布在TEA的氮原子与金络合物之间，结合能计算证实苯环使季铵盐正电荷密度提升17.6%。

该研究不仅提供了性能优异的实用化吸附剂，更通过原子尺度机理阐释为新型功能材料设计提供理论范式。采用化学接枝法构建的稳定聚合物骨架，解决了物理负载型吸附剂易脱落、难再生的痛点。研究成果对推动非氰化提金技术工业化具有里程碑意义，其"芳香环增强电荷"的设计思路可拓展至其他贵金属回收领域。