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賓夕法尼亞州立大學(xué)利用生物基材料回收稀土元素

編輯:如思 來源:網(wǎng)絡(luò) 2022-08-24 10:38    閱讀量:11242   

  

據(jù)國外媒體報(bào)道,美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員利用有機(jī)材料制成的微米顆粒和納米顆粒從水溶液中收集稀土元素。

該?;瘜W(xué)工程助理教授阿米爾·謝赫希(Amir Sheikhi)說:“像玉米芯、木漿、棉花和西紅柿皮這樣的廢物一般會(huì)被扔進(jìn)垃圾填埋場或用于堆肥。我們希望將這些垃圾變成可以從電子垃圾中提取稀土元素的微米顆?;蚣{米顆粒?!?/p>

稀土可用于制造強(qiáng)力磁鐵、電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的電機(jī),以及揚(yáng)聲器、耳機(jī)、電腦和風(fēng)力渦輪機(jī)等設(shè)備。然而,開采這些金屬具有挑戰(zhàn)性,不僅成本高,而且容易污染環(huán)境。因此,研究人員致力于從舊電腦或電路板等電子垃圾中回收金屬。目前,挑戰(zhàn)在于如何有效地從垃圾中分離出這些金屬。

“利用有機(jī)材料作為平臺(tái),我們創(chuàng)造了強(qiáng)大的微米粒子和納米粒子,它們可以附著在釹等金屬上,并將它們從周圍的流體中分離出來,”Sheikhi說。通過靜電相互作用,帶負(fù)電的微米材料和納米材料可以與帶正電的釹離子結(jié)合,將它們分開。"

在實(shí)驗(yàn)過程中,團(tuán)隊(duì)將番茄皮和玉米芯磨碎,將木漿和棉紙切成小薄片,浸泡在水中。然后,這些材料以可控的方式發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并分解成三種不同的功能材料成分,包括微產(chǎn)品、納米顆粒和水溶性生物聚合物。向釹溶液中加入微米產(chǎn)物或納米粒子可以觸發(fā)分離過程,從而收集釹樣品。

在最新發(fā)表的論文中,Sheikhi改進(jìn)了之前演示的分離過程,從較低濃度的溶液中提取了較大尺寸的樣品。

研究人員計(jì)劃將這種分離機(jī)制擴(kuò)展到現(xiàn)實(shí)世界的場景,并與感興趣的行業(yè)合作進(jìn)行深入測試。Sheikhi說,“我希望這一過程可以很快在真正的工業(yè)樣品上進(jìn)行測試,并且可以調(diào)整這種材料對其他稀土元素和貴金屬的選擇性,以便將這些元素從廢料中分離出來?!?/p>   

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