在Chemical Engineering Journal期刊最近發表的一篇論文中,賓夕法尼亞(ya) 州立大學的研究人員詳細介紹了一種新的納米技術,這種技術利用植物纖維素可以從(cong) 電子廢棄物中提取釹元素。紙張、棉花和紙漿中都含有植物纖維素。
這項新技術工藝與(yu) 毛狀纖維素納米晶體(ti) 有關(guan) ,這種晶體(ti) 是從(cong) 纖維素的原纖維中提取出來的納米晶體(ti) 顆粒,能夠選擇性地與(yu) 釹離子結合,從(cong) 而將銣離子與(yu) 鐵、鈣和鈉等其他離子分離開來。這種納米級晶體(ti) 顆粒之所以被稱為(wei) 毛狀的,是因為(wei) 晶體(ti) 的兩(liang) 端附著了纖維素鏈,而這些纖維素鏈起著關(guan) 鍵性的化學作用。
為(wei) 了開發這項新技術,研究人員讓納米顆粒的纖維素層帶上了負電荷,這樣就能夠吸引帶正電荷的釹離子,從(cong) 而使兩(liang) 者結合起來,進而使得顆粒不斷聚集成為(wei) 一些更大的碎片,然後就可以高效地進行回收和再利用。
本研究的主要作者Amir Sheikhi在一份媒體(ti) 聲明中表示,“這項技術工藝在提取能力、選擇性和效率方麵都是十分優(you) 異的。這種技術能夠有選擇性地從(cong) 一些被測試的雜質中提取出釹元素,僅(jin) 僅(jin) 在幾秒鍾內(nei) 就能夠完成分離。目前的稀土元素回收工藝對於(yu) 環境的要求非常苛刻,因為(wei) 通常在化學反應中,這些回收工藝需要在高酸性條件下提取稀土元素。”
另一方麵,Sheikhi團隊研發的技術工藝是一種環保技術,因為(wei) 這項技術使用了纖維素,而纖維素是一種廉價(jia) 且可再生的資源。
Sheikhi表示,“這種技術的主要試劑是纖維素,因此這是一種可持續的、經濟的、環保的解決(jue) 方案。利用這一工藝技術,與(yu) 中國等其他大國相比,美國將更具技術競爭(zheng) 優(you) 勢,實現對稀土元素資源的回收利用,並且能夠獨立生產(chan) 。”
除了電子垃圾外,這項技術還可以從(cong) 工業(ye) 廢水、礦山尾礦和廢棄的永磁體(ti) 中提取稀土元素(例如銣元素)。Sheikhi表示,“這項技術對於(yu) 稀土資源回收再利用的重大意義(yi) 將對多個(ge) 行業(ye) 產(chan) 生戰略性和經濟效益上的切實影響。如果能夠回收更多的釹元素,就能製造更多的電動汽車、混合動力汽車和風力渦輪機,從(cong) 而減少對環境的影響。”