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青島能源所開(kāi)發(fā)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(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：9261
近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所綠色反應(yīng)分離與過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)中心基于稀土超富集植物富集基團(tuán)，開(kāi)發(fā)了一種針對(duì)稀土礦區(qū)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(jìn)展。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】能源轉(zhuǎn)型是指從傳統(tǒng)的化石能源向可再生能源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，是全球應(yīng)對(duì)氣候變化和環(huán)境污染的重要措施之一。在碳達(dá)峰、碳中和的戰(zhàn)略時(shí)代背景下，能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為全球共識(shí)。能源轉(zhuǎn)型要處理好可再生能源發(fā)展和傳統(tǒng)化石能源配合的節(jié)奏，從能源的供應(yīng)和使用兩方面同時(shí)著手，在節(jié)能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)低碳化。
稀土元素有“工業(yè)維生素”和“新材料之母”之稱，作為高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源，隨著科技的突破變得越來(lái)越重要。我國(guó)作為稀土出口大國(guó)，優(yōu)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(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)稀土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已成為稀土礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的重要課題。
近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所綠色反應(yīng)分離與過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)中心基于稀土超富集植物富集基團(tuán)，開(kāi)發(fā)了一種針對(duì)稀土礦區(qū)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(jìn)展。
該工作制備了一種基于超富集植物細(xì)胞壁的有效富集稀土的新型纖維素/果膠復(fù)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(cè)量?jī)x對(duì)所得吸附劑的主要成分進(jìn)行系統(tǒng)分析。研究結(jié)果表明，PCA吸附劑表面具有豐富的活性吸附基團(tuán)、較低的結(jié)晶度和良好的親水性能，在吸附稀土離子領(lǐng)域有著優(yōu)異的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。熱力學(xué)研究表明，吸附過(guò)程符合Langmuir模型，理論最大吸附容量達(dá)到337.36 mg/g。動(dòng)力學(xué)研究表明，吸附過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附過(guò)程為化學(xué)吸附。吸附劑五次吸附-解吸循環(huán)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(duì)稀土離子的吸附機(jī)制主要是通過(guò)靜電作用、與-COOH的離子交換以及與C-NH2的螯合作用實(shí)現(xiàn)的。新型的基于細(xì)胞壁合成的復(fù)合氣凝膠PCA具有潛在的應(yīng)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(guān)成果Cell-wall based aerogels for Ce (III) adsorption from leaching tailings: Properties and mechanistic research于近日發(fā)表于《化學(xué)工程雜志》(Chemical Engineering Journal)。
來(lái)源： 青島生物能源與過(guò)程研究所
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