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離子液體如何幫助稀土浸出液中釓的選擇性分離?

2024-10-19 14:03:57 sh默尼 3

隨著新能源汽車、人工智能等領(lǐng)域的快速發(fā)展,人們對(duì)稀土元素(REEs)的使用程度逐漸提高。REEs中的釓(Gd)具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、良好的穩(wěn)定性和順磁性,在工業(yè)上被廣泛應(yīng)用,因此其分離回收是實(shí)現(xiàn)資源回收利用的重要課題。目前,濕法冶金是冶煉和分離稀土礦石的重要方式,但該工藝過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量酸性廢水。稀土浸出液的隨意排放不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害,在一定程度上還會(huì)對(duì)動(dòng)植物產(chǎn)生影響。因此,正確處理稀土浸出液對(duì)環(huán)境、健康、能源以及碳排放至關(guān)重要。由于稀土浸出液中REEs含量少且浸出液中還含有廢酸和金屬雜離子,這使得從稀土浸出液中回收REEs充滿了挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)一種從低稀土濃度浸出液中高效回收REEs的方法,并最大限度實(shí)現(xiàn)資源的回收利用迫在眉睫。


二次回收REEs中的吸附法操作簡(jiǎn)便、吸附效率高、對(duì)環(huán)境影響小,能較好富集REEs。已有研究通過(guò)制備印跡分子化合物來(lái)吸附Gd(),但設(shè)計(jì)低成本、高選擇性的吸附劑仍是制約吸附劑從稀土浸出液中回收特定REEs的重要因素。纖維素是儲(chǔ)量豐富、可再生和自然降解的生物質(zhì)材料之一。纖維素納米晶體(CNCs)凍干凝膠具有優(yōu)異的機(jī)械性能和獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu),能在內(nèi)部形成高密度孔隙,REEs可以被保留在這些孔隙中進(jìn)行進(jìn)一步的分離。但CNCs對(duì)REEs的吸附效率以及選擇性差,因此需要對(duì)CNCs中的官能團(tuán)進(jìn)行修飾以增強(qiáng)對(duì)Gd()的吸附能力。

基于此,來(lái)自常州大學(xué)李忠玉鄭旭東團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入離子印跡技術(shù)(IIT) 制備出親金屬陽(yáng)離子的羧甲基化纖維素納米晶體(CMCNCs),大大提高了吸附材料對(duì)Gd(Ⅲ)的吸附能力和選擇性。本研究利用IIT技術(shù)成功制備了兩種新型印跡凍干凝膠,離子液體的引入不僅改善了凍干凝膠的介孔結(jié)構(gòu),而且提高了對(duì)Gd()的選擇性吸附。LR-ICMCLM-ICMC作為綠色吸附劑,可用于稀土浸出液中Gd()的分離。

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