Adsorción trivalente de tierras raras en monocapas de ácido fosfónico

Área de la Ciencia:

• Química de las superficies
• Ciencias de los materiales
• Ciencias del medio ambiente

Sus antecedentes:

• La separación eficiente de las tierras raras es fundamental para numerosas tecnologías.
• Comprender el comportamiento de iones trivalentes en las interfaces es clave para optimizar los procesos de separación.

Objetivo del estudio:

• Investigar la adsorción de neodimio (Nd) en la interfaz aire/agua utilizando monocapas de ácido octadecilfosfónico (ODPA).
• Elucidar los mecanismos que rigen la adsorción de iones trivalentes en las interfaces cargadas.

Principales métodos:

• Espectroscopia de generación de frecuencia de suma (SFG, por sus siglas en inglés) para el ordenamiento interfacial del agua.
• Fluorescencia de rayos X cerca de la reflexión total (XFNTR) para cuantificar la densidad de iones interfacial.

Principales resultados:

• Los iones de neodimio inducen una mayor desprotonación de los grupos de cabeza ODPA.
• Se observaron altas densidades de iones interfaciales de Nd (1 Nd por 30 Å2).
• La adsorción implica una compleja interacción de interacciones electrostáticas, emparejamiento de iones e hidratación.

Conclusiones:

• Los modelos clásicos no capturan completamente la adsorción de iones trivalente observada.
• Los conocimientos obtenidos pueden servir de base para el desarrollo de mejores estrategias de separación de tierras raras.