功能化的2D多层MXene用于从真实废水矩阵中选择性和持续回收稀土元素

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境科学 环境科学
• 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) 对高科技行业至关重要,但从复杂废物中回收它们具有挑战性.
• 开发选择性和高效的吸附剂对于可持续的REE采购至关重要.

研究的目的:

• 设计和评估2D多层MXene Ti3C2Tx吸附剂,用于选择性REE提取.
• 研究Ti3C2Tx吸附剂用于REE回收的吸附机制和实际可行性.

主要方法:

• 2D多层MXene Ti3C2Tx吸附剂的合成.
• 用Eu (III) 和Ho (III) 在广泛的pH范围进行吸附实验.
• 基于Ti3C2Tx的膜的制造,用于连续的REE回收.
• 材料特性和密度功能理论 (DFT) 的计算.

主要成果:

• 即使在pH值为2.0的情况下,Ti3C2Tx也表现出对Eu (III) (892.8 mg/g) 和Ho (III) (649.2 mg/g) 的高提取能力.
• 在真正的废水和工业污泥中观察到对 REE 的高度选择性.
• 一个Ti3C2Tx膜在pH值5.0时实现了99.1%的Eu (III) 去除.
• DFT计算证实了通过易斯酸相互作用的化学吸收.

结论:

• Ti3C2Tx吸附剂为选择性和高效的REE回收提供了一个有前途的解决方案.
• 该材料在现实应用中的性能及其可再生性突出显示了其在大规模可持续 REE 采集方面的潜力.