《韩国科研人员开发出一种纤维回收材料,可高效回收钕和镝等稀土金属》

  • 来源专题:关键矿产与绿色冶金
  • 编译者: 欧冬智
  • 发布时间:2025-01-02
  • 韩国科学技术研究院(KIST)的Jae-Woo Choi博士及其团队开发了一种新型纳米结构复合纤维材料,能够高效回收稀土金属钕和镝。该材料由金属有机结构和聚合物纤维组成,基于腈纶纤维,具备高性价比和易于智能制造的特点,适用于回收第三代钕铁硼永磁体中的稀土元素,这些永磁体在电动汽车、风力发电及航空航天等领域具有重要应用。研究表明,该材料对钕的吸附容量达到468.60mg/g,对镝的吸附容量为435.13mg/g,均为世界领先水平,预示着其广泛的工业应用前景。
  • 原文来源:http://www.cbcie.com/news/1449469.html
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    • 从电镀、半导体、汽车、电池和可再生能源等各种行业产生的废水中回收有价值金属的技术不仅对环境保护很重要,而且对经济原因也很重要。在韩国,化学物质主要被添加到废水中,以氧化物的形式沉淀重金属离子,但危险化学品泄漏等事故接连发生,因此有必要开发更环保的技术。 在此背景下,韩国科学技术研究院(KIST)宣布,水资源循环研究中心的Jae Woo Choi博士团队开发了一种纤维状金属回收材料,该材料可以通过吸附和结晶金属来回收水中的金属离子,回收的金属晶体可以自行解吸和再生。 KIST研究团队利用水中金属离子在纤维状材料表面固定某些化学官能团时结晶的现象,并引入了一种去除形成晶体的技术,开发了一种半永久吸附材料。当用铜离子测试时,现有吸附剂的最大吸附量仅为约1060mg/g,但通过利用所开发的材料,可以确保近乎无限的吸附性能。 此外,现有的高性能吸附剂是直径从几纳米到几十微米的小颗粒,很难在水下使用,但KIST研究团队开发的金属回收材料是纤维形式的,很容易在水下控制,很容易应用于实际的金属回收过程。 KIST的Jae-woo-Choi博士说:“由于开发的材料是以丙烯酸纤维为基础的,因此不仅可以通过湿法纺丝工艺大规模生产,还可以利用废弃衣物。废水回收技术将有助于减少该行业对高需求有价金属海外来源的依赖。”
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    • 迪肯大学(Deakin University)和西班牙技术研究与创新中心(Tecnalia research and innovation hub)的科学家改进了回收稀土金属的过程。稀土金属对手机和混合动力电动汽车等其他现代技术至关重要。 迪肯前沿材料研究所(IFM)的研究人员Cristina Pozo-Gonzalo博士领导了这个电子材料项目,她说,现在迫切需要开发一种更清洁、更简单的回收稀土材料的方法,因为目前的提取方法产生了大量有毒和放射性废料。 波佐-冈萨洛说:“自20世纪60年代以来,由于雷姆在电子、光学和磁学方面的应用,雷姆的消耗量一直在逐步增加,这使得雷姆在电视屏幕和计算机系统等日常应用中无处不在。” “它们也是许多现代技术的关键组成部分,包括硬盘驱动器、风力涡轮机等清洁技术以及混合动力电动汽车的电池。” 波佐-贡萨洛表示,稀土材料需求的增加——包括铈、镨、钕和镧等元素——给全球供应链带来了压力。 波佐-贡萨洛补充称:“更令人担忧的是,全球近85%的稀土主要资源都在中国。中国政府最近一段时间一直在限制稀土出口,这危及了稀土的供应和价格稳定。” “越来越多的人担心,未来获取这些材料的途径将不可靠,导致它们成为回收和再利用的目标。稀土材料的主要提取和加工方法也是能源密集型过程,导致有毒和放射性废物的过度产生。我们需要一个真正的替代方案。” “分离金属从他们临终的产品之后,我们的团队使用先进的电解质称为离子液体(液体salt-based系统)恢复最终解决方案使用的稀土金属电沉积的过程,当你使用一个低电流使金属改革和所需的表面上沉积。”(“After separating the metals from their end-of-life product, our team uses advanced electrolytes known as ionic liquids (liquid salt-based systems) to recover the rare earth metals from the resulting solution using a process of electro-deposition – when you use a low electric current to cause metals to reform and deposit on a desired surface.”) “这种回收稀土金属的新方法有很大的潜力,可以最大限度地减少有毒有害废物的产生。我们的目标还包括一种方法,可以在全球范围内得到广泛应用。” 据Pozo-Gonzalo说,稀土金属是欧盟委员会、澳大利亚地球科学和美国能源部确定的最重要的原材料之一。 Pozo-Gonzalo说:“从回收材料中有效回收稀土金属变得越来越重要,因为由于技术上的困难,目前只有3%到7%的稀土金属可以从最终产品中回收。” “我们的工作解决了稀土金属回收过程中的一个关键知识缺口,是朝着建立一个清洁和可持续的稀土金属加工路线、缓解这些关键元素目前面临的压力迈出的重要早期一步。” 该项目是Deakin IFM研究人员Pozo-Gonzalo、Maria Forsyth教授、Jennifer Pringle副教授和Matthias Hilder博士,以及Tecnalia研究和创新研究人员Laura Sanchez-Cupido、Amal Siriwardana和Ainhoa Unzurrunzaga之间的合作。 他们的全部发现,水促进钕在磷基离子液体中的电沉积(Water-Facilitated Electrodeposition of Neodymium in a Phosphonium-Based Ionic Liquid),还没有(have not been)发表在《物理化学快报》杂志(Journal of Physical Chemistry Letters)上。