用离子印记膜分离稀土:非溶剂和溶剂蒸发诱导相位分离之间的比较

科学领域:

• 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.
• 分离科学 分离科学

背景情况:

• 使用膜分离相邻的稀土离子是很困难的,因为在结构控制和选择性方面的挑战.
• 开发先进的膜对于有效的稀土元素回收和净化至关重要.

研究的目的:

• 为了比较非溶剂诱导相分离 (NIPS) 和溶剂蒸发诱导相分离 (SEIPS) 方法,用于准备用于稀土分离的聚合物膜.
• 研究离子印记聚合物 (IIP) 对膜选择性和性能的影响.

主要方法:

• 使用NIPS (N-IIMs) 和SEIPS (S-IIMs) 制造离子印记膜 (IIMs).
• 膜结构的特征,水友性和孔隙性质.
• 对稀土离子分离的膜性能进行评估,重点关注选择性和透性.

主要成果:

• N-IIM表现出更高的水友性和更松散,更多孔的结构.
• S-IIM 展示了一个更紧,更光滑,更薄的结构.
• 具有20 wt% IIP的S-IIM通过模板导向的"地点匹配"机制实现了高的Er(III) / Y(III) 分离因子 (β(Er/Y) = 2.72).
• 膜在5个循环后显示出90%以上的性能保留,这表明了良好的重复使用性.

结论:

• 在结合IIP时,SEIPS比NIPS更适合制备有效的稀土分离膜.
• 开发的S-IIM由于其增强的性能和稳定性,具有选择性稀土分离的巨大潜力.
• 未来的工作应该专注于宏观制造和复杂稀土混合物的应用.