电镀工业产生的有害镍废弃物的处理在全世界范围内都是强制性的，这个过程需要巨大的花费，而且会产生非常高的二氧化碳足迹。如何将这种被认为是一次性废物的废弃镍回收再利用，是一个重要的挑战。传统的回收废水中镍的方法往往工序繁琐、经济效益低。
鉴于此，浙江大学硅材料国家重点实验室（材料学院）杨德仁团队的孙威研究员联合苏州大学何乐教授、多伦多大学Geoffrey Ozin教授提出了一种创新和实用的简便策略，利用包裹在胺功能化多孔二氧化硅中的磁性纳米颗粒，将电镀废水中的废镍升级为一种先进的光热催化剂，用于将二氧化碳转化为有价值的化学原料。该技术被实验证明可以有效地吸纳废水中的镍，并用于光热CO2催化。
论文中的吸附剂（即催化剂载体结构）经过精心的设计，每部分都有着不可替代的作用。其中最外层的多孔二氧化硅提供了氨基接枝以及高分散镍颗粒负载的位点；中间的薄层实心二氧化硅可以减轻酸性废水对最内层铁核的刻蚀，同时还能抑制铁组分在高温光热条件下的团聚；最内层的铁核既能使得整个吸附剂可以方便地从溶液中分离（磁分离），也可以担任光热催化中的热核（得益于铁核的高吸光）。
该催化剂可以以1.9 mol gNi-1h-1 (44.1 mmol gcat-1 h-1) 的极高速率生成CO，CO选择性近100%，且具有显著的长期稳定性。
碳排放评估表明，利用该催化材料在同等产率下进行光热催化的净碳排放优于纯热催化，并且制备催化剂的镍源每克可省去高达约10美元的成本。这项技术既实现了镍的回收，也促进了CO2减排，并产生了可持续的化石燃料，一举三得。
这一成果近期发表在Nature Communications 上，文章的第一作者是浙江大学博士研究生王胜华和张大科。
Shenghua Wang, Dake Zhang, Wu Wang, Jun Zhong, Kai Feng, Zhiyi Wu, Boyu Du, Jiaqing He, Zhengwen Li, Le He, Wei Sun, Deren Yang & Geoffrey A. Ozin. Grave-to-cradle upcycling of Ni from electroplating wastewater to photothermal CO2 catalysis
Nat. Commun., 2022, 13, 5305, DOI: 10.1038/s41467-022-33029-x
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