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看植物如何将钯废液变奈米粒子?

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利用植物会吸收重金属的例子已时有所闻,很多受重金属汙染的土地都利用这个方式吸收重金属,以净化土壤,但是最新的研究发现植物不只会吸收重金属,还能帮你製造出奈米粒子催化剂!

阿拉伯芥。图片来源|tc.wangchao.net.cn

2010 年诺贝尔化学奖颁给了发展钯催化剂的三位研究者,其运用包括知名的铃木反应(Suzuki reaction),许多钯催化剂不论是製造人类治疗疾病所需要的药物,或是合成电子产业正在寻找与开发的可放光化学物质,都佔有重要的一席之地,在现今的世界中大量使用,大大的影响了我们的生活。

但随着钯催化剂的广泛使用,含有钯的废液也在大量的产生,加拿大约克大学的詹姆士?克拉克(James Clark)团队就利用阿拉伯芥苗吸收废液中的钯离子,藉此回收钯这个昂贵的稀有金属,但更令人惊讶的是,吸收进来的钯竟然在阿拉伯芥叶子中形成了奈米粒子,而这个奈米粒子的催化能力甚至要比市售的钯催化剂还要来的更好!

克拉克在接受《化学世界》(Chemistry World)访问时表示,其实利用植物从废液中回收贵重金属的植物採矿(phytomining)技术已经在使用了,包括回收金、银、铜,但是这类方法都非常繁複,一般来说要先将植物体烧掉、溶解,最后还要再经过连串步骤纯化出来,若要使金属具有催化功能,又要再将金属转至适当的溶剂中,步骤可说是又多又繁杂。

受到先前研究的启发,他们开发了更直接的方式来取得催化剂,他们将阿拉伯芥苗直接浸泡在含有

英国卡迪夫大学(Cardiff University)研究金属催化剂的珍妮?爱德华(Jenny Edwards)也认为这项研究至关重要,她强调:「那些废液中稀有金属的回收步骤真的非常複杂,他们发展出来的这套方法利用的是对环境友善的植物作为载体来回收稀有金属,非常快速有效,这真的非常重要!」

随着废液回收的议题渐渐被国际重视,加上金属的稀有性,这项成果已争取到 G8 研究委员会多边研究基金小组(G8 Research Councils Initiative on Multilateral Research Funding)对于相关研究的资助,而加拿大的约克大学、英属哥伦比亚大学与美国耶鲁大学的研究者们组成了?Phytocat?组织,期望相互知识的交流能够将这个方法拓展到其它金属的回收上。

参考资料:

  1. Plants bear palladium catalyst fruit?–?Chemistry World
  2. H L Parker?et al,?PLOS One, 2014, DOI: 10.1371/journal.pone.0087192

延伸阅读:

  1. 台大化学系蔡蕴明教授翻译的2010年诺贝尔化学奖新闻稿:【2010诺贝尔】化学奖:钯催化交叉偶合反应
  2. 以及蔡蕴明教授撰写的解读2010年诺贝尔化学奖
  3. 文中提及的先前研究:Mesoporous materials from macroalgae
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