从采矿废水中提升稀土元素的回收选择性,利用植物合成的铁纳米粒子

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 稀土元素 (REEs) 对于现代技术至关重要.
• 从采矿废水中选择性回收REEs是一个重大挑战.
• 现有的方法往往缺乏所需的选择性和效率.

研究的目的:

• 开发和评估铁纳米粒子 (FeNPs) 用于从采矿废水中选择性回收REE.
• 研究REEs在FeNP上的吸附和脱附机制.
• 评估FeNP在废水处理中的可重复使用性和实际应用性.

主要方法:

• 使用Euphorbia cochinchinensis提取物合成FeNP.
• 采用FeNP来从实际的矿山废水中选择性地去除Y (III),Ce (III) 和Zn (II).
• 使用FTIR和XPS分析进行表征.
• 根据伪二次动力学和兰格穆尔异热模型进行吸附研究.
• 使用乙酸进行溶解研究,并在多个循环中评估可重复使用性.

主要成果:

• FeNPs实现了高的去除效率:Y (III) 的89.4%,Ce (III) 的79.8%,Zn (II) 的去除效率低 (6.15%).
• 吸附机制涉及复杂化,离子交换和静电相互作用,最大吸附能力为5.10毫克/g的Y (III) 和0.695毫克/g的Ce (III).
• 使用乙酸实现了高溶解效率 (>95%),FeNP在四个循环后保持了显著的吸附和溶解效率.

结论:

• 从植物提取物中合成的FeNP显示出高选择性和高效率的REE从采矿废水中回收.
• 吸附和脱附过程是通过已建立的动态和异热模型来描述的.
• FeNP 具有出色的可重复使用性,表明其作为可再生能源回收的可持续和有效材料的潜力.