據國外媒體報道,美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員利用有機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被扔進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>
稀土可用于制造強力磁鐵、電動汽車和混合動力汽車的電機,以及揚聲器、耳機、電腦和風力渦輪機等設備。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。
“利用有機材料作為平臺,我們創(chuàng)造了強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,帶負電的微米材料和納米材料可以與帶正電的釹離子結合,將它們分開。"
在實驗過程中,團隊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)生化學反應,并分解成三種不同的功能材料成分,包括微產品、納米顆粒和水溶性生物聚合物。向釹溶液中加入微米產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。
研究人員計劃將這種分離機制擴展到現實世界的場景,并與感興趣的行業(yè)合作進行深入測試。Sheikhi說,“我希望這一過程可以很快在真正的工業(yè)樣品上進行測試,并且可以調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。”
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