电子垃圾，全球增长最快的固体废弃物之一。预计到2030年，全球电子垃圾总量将飙升至7500万吨。

这些废料中藏着惊人的财富——仅一吨废旧手机线路板，黄金含量就高达340克，是同等质量金矿石的40-800倍。但现实是，从复杂溶液中高效、有选择性地“捞出”黄金，一直是技术难题。

香港城市大学曾志远教授团队联合范德堡大学林士弘教授、城大黄勃龙教授等，找到了一类能“秒吸”黄金的二维材料——金属相1T/1T'过渡金属硫化物（TMDs）纳米片。

成果于2026年7月29日发表于《自然-通讯》。

仅需0.25分钟，TiS₂纳米片即可从混合离子溶液中提取99.99%的金离子，吸附容量高达9093 mg/g，并成功从30块废弃CPU中回收了0.15克23.8K金。

用“金属相”二维材料当黄金捕手

传统吸附剂要么“吃得慢”（如rGO需30分钟），要么“胃口小”（如MOFs容量<2100 mg/g）。团队发现，电化学剥离制备的1T/1T'金属相TMDs纳米片（MoS₂、WS₂、TaS₂、TiS₂） 具有三大优势：

1. 高导电性：金属相加速电子向Au³⁺转移，实现自发还原
2. 高负表面电荷（-50至-64 mV）：强静电吸附金离子
3. 丰富S活性位点：单/双层结构完全暴露

Figure 1（TMDs纳米片合成与金提取示意图）

性能：0.25分钟吸走99.99%

在含Au³⁺和7种竞争金属离子（Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）的混合溶液中：

• 99.99%金被吸走，其他金属去除率仅1-9%
• 选择性高出5-6个数量级
• TiS₂容量9093 mg/g，远超MOFs（<2100）、rGO（9059 mg/g但需30min）
• 0.25分钟达平衡，比rGO快120倍

Figure 2（金吸附性能数据）

机理：氧化还原“吞金”

TEM观察到金纳米颗粒（约8nm）密集负载于TiS₂表面，XPS显示Au³⁺被还原为Au⁰，同时TiS₂被氧化为TiO₂和硫酸盐。DFT计算表明TiS₂的费米能级高于[AuCl₄]⁻/Au还原电位，电子自发转移。Au³⁺还原能垒仅0.26 eV，Au纳米颗粒形成能垒0.51 eV，均低于MoS₂。

Figure 3（吸附后表征）

Figure 4（DFT计算结果）

实战：30块CPU回收0.15克23.8K金

团队实现5克级TiS₂规模化制备（软包电池法），并制备成过滤膜。处理30块CPU的王水浸出液（含0.072 ppm Au³⁺及高浓度Cu²⁺等）：

• 1分钟吸走99.9%金
• 膜通量75-150 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹
• 煅烧+酸洗后得到0.15克23.8K金

技术经济分析显示，MoS₂法每公斤金年收入86,600美元，投入仅7,090美元，投入产出比高达1221%。

Figure 5（规模化制备与实际提金）

论文信息：High efficiency gold extraction by 2D metallic 1T/1T' phase transition metal dichalcogenides，Nature Communications，2026，

DOI: 10.1038/s41467-026-75803-1

总结：

电化学剥离制备金属相TMDs纳米片→表面S位点与高导电性实现Au³⁺超快吸附还原→0.25min达99.99%提取率、9093 mg/g容量→膜过滤1分钟回收电子垃圾中99.9%金→30块CPU产出0.15克23.8K金→投入产出比1221%。