稀土元素在来自大米的磁性地质聚合物上的吸附:批量,列和实物石液样本中的应用研究

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 地质化学 地质化学

背景情况:

• 对稀土元素 (REEs) 的需求不断增长,需要可持续的回收战略.
• 二次资源,如石液,代表了可行的资源REE开采.
• 新型吸附剂的开发对于高效的REE回收至关重要.

研究的目的:

• 制造和表征一个磁性地聚合物 (MGP) 吸附剂.
• 调查MGP在从合成溶液和真实石液中吸附REEs (Ce³⁺,La³⁺,Nd³⁺) 的效率.
• 评估MGP在批量和列模式中的性能,包括动力学,热力学和可重复使用性.

主要方法:

• 使用生物基 (大米) 和含有金属铁的金属来制造MGP.
• 批量吸附实验研究pH和动力学的影响.
• 连续回收REE的专研究.
• 热力学分析和溶解/回收实验.

主要成果:

• 在pH 2.7以上,MGP表现出负电荷的表面,在pH 3-6之间,REE的最佳吸收.
• Nd3+的吸附动力学最快,其次是La3+和Ce3+.
• 使用2molL-1H2SO4实现了近100%的REE脱吸,高性能维持了五个周期.
• 从真实的石液中成功地恢复了多个REEs (La³⁺,Ce³⁺,Pr³⁺,Sm³⁺,Nd³⁺) ,其中Nd³⁺的恢复率为95.03%和Ce³⁺的恢复率为86.33%.

结论:

• 新型MGP吸附剂显示出从合成和现实世界废物流中有效地回收REE的巨大潜力.
• 在批量和连续 (列) 操作中,MGP是有效的.
• 简单的制造路线和MGP的良好的可回收性有助于实现可持续的REE资源管理的可行性.