在Chemical Engineering Journal期刊最近發表的一篇論文中,賓夕法尼亞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。
這項新技術工藝與毛狀纖維素納米晶體有關,這種晶體是從纖維素的原纖維中提取出來的納米晶體顆粒,能夠選擇性地與釹離子結合,從而將銣離子與鐵、鈣和鈉等其他離子分離開來。這種納米級晶體顆粒之所以被稱為毛狀的,是因為晶體的兩端附著了纖維素鏈,而這些纖維素鏈起著關鍵性的化學作用。
為了開發這項新技術,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,從而使兩者結合起來,進而使得顆粒不斷聚集成為一些更大的碎片,然后就可以高效地進行回收和再利用。
本研究的主要作者Amir Sheikhi在一份媒體聲明中表示,“這項技術工藝在提取能力、選擇性和效率方面都是十分優異的。這種技術能夠有選擇性地從一些被測試的雜質中提取出釹元素,僅僅在幾秒鐘內就能夠完成分離。目前的稀土元素回收工藝對于環境的要求非常苛刻,因為通常在化學反應中,這些回收工藝需要在高酸性條件下提取稀土元素。”
另一方面,Sheikhi團隊研發的技術工藝是一種環保技術,因為這項技術使用了纖維素,而纖維素是一種廉價且可再生的資源。
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、環保的解決方案。利用這一工藝技術,與中國等其他大國相比,美國將更具技術競爭優勢,實現對稀土元素資源的回收利用,并且能夠獨立生產。”
除了電子垃圾外,這項技術還可以從工業廢水、礦山尾礦和廢棄的永磁體中提取稀土元素(例如銣元素)。Sheikhi表示,“這項技術對于稀土資源回收再利用的重大意義將對多個行業產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,就能制造更多的電動汽車、混合動力汽車和風力渦輪機,從而減少對環境的影響。”