从含丰富的废水中选择性地回收具有碳素固定金属有机框架的稀土元素

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境化学环境化学
• 无机化学 无机化学

背景情况:

• 高吸附能力和选择性对于从废水中回收稀土元素至关重要,特别是在富含氨的环境中.
• 现有的REE回收金属有机框架 (MOF) 面临着有限的吸附能力和选择性的挑战,阻碍了实际应用.

研究的目的:

• 开发一种经过修改的MOF材料,具有增强的吸附能力和选择性,用于从废水中回收REE.
• 调查修改MOF的吸附机制和稳定性,用于实际的工程应用.

主要方法:

• 一种乙胺五酸 (DTPA) 修饰的MOF材料 (MIL-101(Cr) -NH-DTPA) 通过化反应合成.
• 进行了吸附实验,以评估La (III),Eu (III) 和Er (III) 的容量和选择性.
• 吸附异温和材料特性被用来阐明吸附机制,并评估多个循环的材料稳定性.

主要成果:

• 在MIL-101 ((Cr) -NH-DTPA中,La (III) (69.78毫克g-1),Eu (III) (103.01毫克g-1),和Er (III) (83.41毫克g-1) 的吸附能力得到了提高.
• 吸附发生通过复合,主要由碳酸基 (-COOH),而不是氨基 (-NH2) 或 (-NO2) 基.
• 该材料在五个循环中保持了优异的活性,并且在高度的氨 (1001500毫克L-1) 中表现出优异的选择性吸附La(III),Eu(III和Er(III).

结论:

• 经过DTPA修改的MOF (MIL-101(Cr) -NH-DTPA) 是一种有前途的吸附剂,可以有效和选择性地从废水中回收REE.
• 该研究提供了设计吸附剂的指导方针,用于从具有挑战性的工业废水流中回收REE.
• 涉及-COOH 组的复杂化机制为优化MOF结构以实现向金属离子吸附提供了洞察力.