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青島能源所開發出基于稀土超富集植物的新型仿生吸附材料
2023年12月07日 15:28:05
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：9245
近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所綠色反應分離與過程強化技術中心基于稀土超富集植物富集基團，開發了一種針對稀土礦區浸礦尾液低濃度稀土離子綠色高效吸附的新型仿生吸附材料，在吸附性能方面取得了進展。
【化工儀器網 項目成果】能源轉型是指從傳統的化石能源向可再生能源(如太陽能、風能、水能等)的轉變過程，是全球應對氣候變化和環境污染的重要措施之一。在碳達峰、碳中和的戰略時代背景下，能源轉型已經成為全球共識。能源轉型要處理好可再生能源發展和傳統化石能源配合的節奏，從能源的供應和使用兩方面同時著手，在節能的同時實現能源結構低碳化。
稀土元素有“工業維生素”和“新材料之母”之稱，作為高新技術發展的戰略資源，隨著科技的突破變得越來越重要。我國作為稀土出口大國，優化稀土資源綠色高效的綜合利用，突破低濃度稀土回用的技術瓶頸，實現稀土行業的可持續發展已成為稀土礦產資源開發利用的重要課題。
近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所綠色反應分離與過程強化技術中心基于稀土超富集植物富集基團，開發了一種針對稀土礦區浸礦尾液低濃度稀土離子綠色高效吸附的新型仿生吸附材料，在吸附性能方面取得了進展。
該工作制備了一種基于超富集植物細胞壁的有效富集稀土的新型纖維素/果膠復合氣凝膠吸附劑，用于回收浸礦尾液中的稀土元素，并采用SEM、FTIR、XRD和接觸角測量儀對所得吸附劑的主要成分進行系統分析。研究結果表明，PCA吸附劑表面具有豐富的活性吸附基團、較低的結晶度和良好的親水性能，在吸附稀土離子領域有著優異的結構基礎。熱力學研究表明，吸附過程符合Langmuir模型，理論最大吸附容量達到337.36 mg/g。動力學研究表明，吸附過程符合準二級動力學模型，吸附過程為化學吸附。吸附劑五次吸附-解吸循環后仍然具有良好的吸附性能。從FTIR和XPS光譜分析可知，PCA的對稀土離子的吸附機制主要是通過靜電作用、與-COOH的離子交換以及與C-NH2的螯合作用實現的。新型的基于細胞壁合成的復合氣凝膠PCA具有潛在的應用前景，是一種綠色高效且具有良好再生性能的吸附劑。
相關成果Cell-wall based aerogels for Ce (III) adsorption from leaching tailings: Properties and mechanistic research于近日發表于《化學工程雜志》(Chemical Engineering Journal)。
來源： 青島生物能源與過程研究所
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