随着电子工业的迅猛发展，电子废弃物中的贵金属金既是一种宝贵的“城市矿山”，也是潜在的环境威胁。传统的吸附材料如MOFs和COFs虽展现出高吸附容量，但其粉末易团聚、酸性条件下不稳定、合成成本高等缺点限制了其工业应用。为解决这些难题，开发兼具高吸附性能、强酸稳定性和易回收特性的新材料至关重要。

近日，昆明学院云南省金属有机分子材料与器件重点实验室何红星副教授、张毅副教授和聂陟枫研究员团队在期刊《Desalination》上发表了最新研究成果“Multi-thiol grafted PVA/PEI electrospun nanofibers via thiol-ene click chemistry for efficient and selective Au(III) recovery: Experimental and DFT insights”。研究者创新性地提出了一种“静电纺丝-交联-点击化学”的多巯基功能化策略，成功制备了一种高密度多巯基接枝的PVA/PEI（G-PVA/PEI-mSH）纳米纤维，并将其应用于高效、高选择性回收金。

图1：G-PVA/PEI-mSH纳米纤维的制备流程。

图2：G-PVA/PEI-mSH纳米纤维的形貌结构表征。

该材料的制备巧妙结合了多种技术：首先通过静电纺丝制备PVA/PEI纤维，随后利用戊二醛交联赋予纤维出色的耐酸稳定性，最后在紫外光引发下，通过巯基-烯“点击化学”反应，将四官能度的多巯基分子（PTM）高密度地接枝到纤维表面。这一策略完美地解决了传统单巯基接枝密度低和常规PVA纤维遇水溶解的瓶颈问题。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等表征证实了交联和接枝改性成功，纤维表面变粗糙，且亲水性显著提高，有利于金离子的传质与吸附。

图3：pH、时间、初始浓度和温度对吸附过程的影响及吸附动力学、等温线及热力学拟合。

通过研究吸附过程不同条件（pH、温度、初始浓度和时间）对吸附过程的影响，结果表明整个吸附过程为自发吸热反应，吸附容量随温度升高而增加。通过对吸附过程的动力学和吸附等温线分析，表明吸附主要是由单分子层控制的化学吸附为主。在模拟工业废水的复杂环境中，IL-PVC对Au(III)具有显著的选择性和有效的吸附率。通过密度泛函理论（DFT）计算和X射线光电子能谱技术（XPS）对吸附的机理分析得到，吸附过程主要涉及静电、配位和氧化还原三种机制的协同作用。此外，通过电化学和电子顺磁共振（EPR）表征对光增强吸附的机理进行了研究，表明光生电子促进了金的还原，从而提升了IL-PVC对金的吸附。总之，本文通过实验结合理论计算，对IL-PVC吸附回收Au(Ⅲ)的现象和机理进行了详细的研究，其通过光生电子促进吸附回收的策略为废水中金的回收提供了新的见解和方法。

性能研究表明，该材料对Au(III)的吸附是一个自发且吸热的过程，在45 °C、pH 2.0的最优条件下，其吸附容量高达1420.80 mg/g，性能媲美甚至超越了许多昂贵的MOFs/COFs吸附剂。动力学和等温线拟合结果（图3）揭示，吸附过程主要为单分子层化学吸附控制。

图4：G-PVA/PEI-mSH对Au(III)的选择性、循环性及实际应用。

该纤维在复杂体系中展现了卓越的选择性。在多种共存贱金属离子（如Co(II)、Fe(III)、Ni(II)等）的模拟废水中，其对Au(III)的分配系数高达15,760.68。更重要的是，在实际的“王水”浸出液中，材料依然能从含有Pt、Rh等贵金属的复杂基质中高效回收金，吸附量达160.22 mg/g，表现出强大的抗干扰能力。经过5次吸附-脱附循环后，其回收效率仍保持在85%以上（图4）。经济性分析表明，每克吸附剂净利润高达152.578美元，具有巨大的工业应用潜力。

图5：吸附前后的XPS谱图与DFT计算分析。

研究团队结合X射线光电子能谱（XPS）和密度泛函理论（DFT）计算，深入阐明了吸附机理。结果显示，高效吸附是静电吸引、配位作用和部分氧化还原三重协同机制的结果。质子化的胺基通过静电作用捕获AuCl4—阴离子，而纤维表面的高密度巯基（-SH）则与Au(III)发生强配位作用（形成Au-S键），并最终将部分Au(III)原位还原为金单质（Au(0)）。DFT计算的静电势、态密度和相互作用可视化分析，进一步从电子层面证实了这一协同吸附过程（图5）。

总之，这项研究提出了一种集高吸附容量、强选择性、出色耐酸稳定性和易回收性于一身的多巯基纳米纤维平台，为从电子废弃物等二次资源中绿色、可持续地回收贵金属金提供了经济可行的新方案。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2026.120190

人物简介：

许颖，昆明学院化学化工学院2024级硕士研究生，曾获得“第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖”、“第四届云南省大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖”等荣誉称号，同时获得“校级奖学金”。

何红星，工学博士，昆明学院副教授，硕士生导师，党政办公室主任，云南省“兴滇英才引进计划”青年人才。云南省高校食品安全检测技术重点实验室、云南省金属有机分子材料与器件重点实验室骨干成员；担任《安全与环境学报》期刊青年编委、昆明市食品工程中级专业技术职称评审专家。近年来，参与国家自然科学基金项目2项，主持参与省部级项目5项，市厅级项目3项。在Chemical Engineering Journal、Separation and Purification Technology、Desalination、Materials Today Chemistry、Surfaces and Interfaces、Chinese Journal of Polymer Science等期刊发表SCI论文20余篇，申请授权国家发明专利3件。

张毅，理学博士，副教授，硕士生导师，云南省“兴滇英才引进计划”青年人才。云南省高校食品安全检测技术重点实验室骨干成员，云南省金属有机分子材料与器件重点实验室核心成员。近年来，主省部级项目1项，校级项目2项，参与国家自然科学基金项目1项，省部级项目5项。在Separation and Purification Technology、Desalination、Talanta、Analyst、Materials Today Sustainability、Chinese Chemical Letters等期刊发表SCI论文20余篇。

聂陟枫，工学博士，研究员，硕士生导师，现任昆明学院化学化工学院副院长，云南省金属有机分子材料与器件重点实验室主任。荣获云南省有突出贡献优秀专业技术人才、云南省“兴滇英才支持计划”青年拔尖人才、昆明市“春城计划”青年人才及昆明市中青年学术和技术带头人后备人选等荣誉称号。担任教育部学位中心学位论文评审专家、国家自然科学基金通讯评审专家及云南省科技评审专家。主持国家自然科学基金项目2项，云南省基础研究重点项目等省部级项目10余项，企业委托的技术攻关项目2项。在《Chemical Engineering Journal》《Separation and Purification Technology》《Desalination》《Applied Surface Science》《Surfaces and Interfaces》《International Journal of Heat and Mass Transfer》《Applied Thermal Engineering》等期刊发表SCI学术论文45篇，申请/授权国家发明专利15件。获云南省自然科学二等奖1项，中国有色金属工业科学技术奖一等奖、三等奖各1项。