环球今亮点！宾夕法尼亚州立大学利用生物基材料回收稀土元素

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据外媒报道，宾夕法尼亚州立大学（Penn State）的研究人员使用由有机材料制成的微颗粒和纳米颗粒从水溶液中收集稀土元素。

（图片来源：宾夕法尼亚州立大学）

该校化学工程学助理教授Amir Sheikhi表示：“像玉米芯、木浆、棉花和番茄皮这样的废弃物，一般都要丢进垃圾填埋场或用于堆肥。我们希望将这些废弃物转化为能够从电子废弃物中提取稀土元素的微颗粒或纳米级颗粒。”

稀土金属可用于制造强力磁铁，用于电动汽车和混合动力汽车的电机，以及扬声器、耳机、电脑和风力涡轮机等设备。然而，开采这些金属具有挑战性，不仅成本高，而且易于污染环境。因此，研究人员致力于从旧电脑或电路板等电子垃圾中回收金属。目前的挑战在于如何有效地将这些金属与垃圾分离。

Sheikhi表示：“利用有机材料作为平台，我们创造出了功能强大的微颗粒和纳米颗粒，这些颗粒可以附着在钕这样的金属上，并使其与周围的流体分离。通过静电相互作用，带负电荷的微材料和纳米级材料可与带正电荷的钕离子结合，将其分离出来。”

在实验过程中，该团队将番茄皮和玉米芯磨碎，并将木浆和棉纸切成小薄片，浸泡在水中。然后，以一种可控方式使这些材料发生化学反应，将其分解成三种不同的功能材料组分，包括微产物、纳米颗粒和水溶性生物聚合物。在钕溶液中加入微产物或纳米颗粒，能够触发分离过程，从而收集钕样品。

在最新发表的论文中，Sheikhi改进了以前演示的分离过程，并从浓度较低的溶液中提取更大尺寸的样品。

研究人员计划将这种分离机制扩展至现实场景，并与感兴趣的行业合作，进行深入测试。Sheikhi表示：“希望很快能够在真实的工业样品上测试这项工艺，并调整这种材料对其他稀土元素和贵金属（如金和银）的选择性，以便将这些元素从废弃材料中分离出来。”