Um caminho para a sustentabilidade do CO₂

Uma equipe de pesquisa liderada por Cornell desenvolveu um método para extrair ouro de resíduos eletrônicos e, em seguida, usar o metallic precioso recuperado como catalisador para converter dióxido de carbono (CO₂), um gás de efeito estufa, a materiais orgânicos.

O método poderia fornecer um uso sustentável para alguns dos cerca de 50 milhões de toneladas de lixo eletrônico descartados a cada ano, dos quais apenas 20% são reciclados, segundo Amin Zadehnazari, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Alireza Abbaspourrad, Yongkeun Joh Affiliate. Professor de Química de Alimentos e Tecnologia de Ingredientes na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida.

Zadehnazari sintetizou um par de discos ligados em vinil estruturas orgânicas covalentes (VCOFs) para remover íons de ouro e nanopartículas de placas de circuito em descartado dispositivos eletrônicos. Foi demonstrado que um de seus VCOFs captura seletivamente 99,9% do ouro e muito pouco de outros metais, incluindo níquel e cobre, dos dispositivos.

“Podemos então usar os COFs carregados de ouro para converter CO₂ em produtos químicos úteis”, disse Zadehnazari. “Ao transformar CO₂ em materiais de valor acrescentado, não só reduzimos as exigências de eliminação de resíduos, como também proporcionamos benefícios ambientais e práticos. É uma espécie de ganha-ganha para o meio ambiente.”

Abbaspourrad é autor correspondente e autor principal de Zadehnazari de “Recycling E-waste Into Gold-loaded Covalent Natural Framework Catalysts for Terminal Alkyne Carboxylation”, que é publicado em Comunicações da Natureza.

O lixo eletrônico é literalmente uma mina de ouro: estima-se que uma tonelada de lixo eletrônico contém pelo menos 10 vezes mais ouro do que uma tonelada do minério do qual o ouro é extraído. E com a previsão de 80 milhões de toneladas métricas de lixo eletrônico até 2030, é cada vez mais importante encontrar maneiras de recuperar esse metallic precioso.

Os métodos tradicionais de recuperação de ouro a partir de resíduos eletrónicos envolvem produtos químicos agressivos, incluindo o cianeto, que representam riscos ambientais. O método de Zadehnazari é obtido sem produtos químicos perigosos, usando adsorção química – a adesão de partículas a uma superfície.

Estruturas orgânicas covalentes (COFs) são materiais cristalinos porosos conhecidos por terem múltiplos usos potenciais, incluindo detecção química e armazenamento de energia. Zadehnazari sintetizou dois VCOFs, usando tetratiafulvaleno (TTF) e tetrafeniletileno (TPE) como blocos de construção.

O TTF-COF apresentou adsorção superior de ouro por ser rico em enxofre, pelo qual o ouro tem afinidade pure. Além de apresentar alta capacidade de adsorção, o TTF-COF resistiu a 16 lavagens e reutilizações, com pouca perda de eficiência de adsorção.

E sob CO ambiente₂ pressão a 50 graus Celsius (122 graus Fahrenheit), o COF carregado de ouro resultante converteu CO com eficiência₂ em matéria orgânica through carboxilação.

Outros métodos para recuperar ouro e outros metais preciosos de lixo eletrônico geralmente não são tão seletivos quanto a ideia de Zadehnazari e resultam em impurezas, disse Abbaspourrad.

“Sabendo quanto ouro e outros metais preciosos entrar neste tipo de dispositivos eletrônicos, ser capaz de recuperá-los de uma forma que você possa capturar seletivamente o metallic que deseja – neste caso, o ouro – é muito importante”, disse Abbaspourrad.