离子液体如何帮助稀土浸出液中钆的选择性分离?

2024-10-19 14:03:57 sh默尼 1

随着新能源汽车、人工智能等领域的快速发展,人们对稀土元素(REEs)的使用程度逐渐提高。REEs中的钆(Gd)具有优异的导电性、良好的稳定性和顺磁性,在工业上被广泛应用,因此其分离回收是实现资源回收利用的重要课题。目前,湿法冶金是冶炼和分离稀土矿石的重要方式,但该工艺过程会产生大量酸性废水。稀土浸出液的随意排放不仅会对环境造成危害,在一定程度上还会对动植物产生影响。因此,正确处理稀土浸出液对环境、健康、能源以及碳排放至关重要。由于稀土浸出液中REEs含量少且浸出液中还含有废酸和金属杂离子,这使得从稀土浸出液中回收REEs充满了挑战。因此,开发一种从低稀土浓度浸出液中高效回收REEs的方法,并最大限度实现资源的回收利用迫在眉睫。


二次回收REEs中的吸附法操作简便、吸附效率高、对环境影响小,能较好富集REEs。已有研究通过制备印迹分子化合物来吸附Gd(),但设计低成本、高选择性的吸附剂仍是制约吸附剂从稀土浸出液中回收特定REEs的重要因素。纤维素是储量丰富、可再生和自然降解的生物质材料之一。纤维素纳米晶体(CNCs)冻干凝胶具有优异的机械性能和独特的三维结构,能在内部形成高密度孔隙,REEs可以被保留在这些孔隙中进行进一步的分离。但CNCsREEs的吸附效率以及选择性差,因此需要对CNCs中的官能团进行修饰以增强对Gd()的吸附能力。

基于此,来自常州大学李忠玉郑旭东团队通过引入离子印迹技术(IIT) 制备出亲金属阳离子的羧甲基化纤维素纳米晶体(CMCNCs),大大提高了吸附材料对Gd(Ⅲ)的吸附能力和选择性。本研究利用IIT技术成功制备了两种新型印迹冻干凝胶,离子液体的引入不仅改善了冻干凝胶的介孔结构,而且提高了对Gd()的选择性吸附。LR-ICMCLM-ICMC作为绿色吸附剂,可用于稀土浸出液中Gd()的分离。

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