Исследователи из Университета штата Пенсильвания в США разработали способ использования микро- и наночастиц, созданных из бросовых органических материалов, для захвата молекул ценных редкоземельных элементов из водных растворов. Об этом сообщает портал Nanowerk. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
«Органические отходы, такие как кукурузные початки, древесная масса, хлопок и томатная кожура, обычно попадают на свалки или в компост. Мы задались целью превратить эти отходы в микро- или наноразмерные частицы, способные извлекать редкоземельные элементы из другого типа отходов – электронных», – сказал один из авторов исследования Амир Шейхи, доцент кафедры химического машиностроения Университета штата Пенсильвания.
Редкоземельные металлы используются для производства сильных магнитов, используемых в автомобильных двигателях, различных акустических девайсах, компьютерах, ветряных турбинах, экранах телевизоров и многом другом. Однако добыча этих металлов является сложной и экологически дорогостоящей, и потому много усилий направлено на восстановление этих металлов из электронных отходов, таких как старые печатные платы.
По словам Шейхи, «используя органические материалы в качестве основы, мы создали отрицательно заряженные микро- и наночастицы, которые могут прикрепляться к таким металлам, как неодим, и отделять их от окружающей их жидкости за счет связывания с положительно заряженными ионами редкоземельных металлов».
В рамках экспериментальной проверки своей разработки научная группа Шейхи измельчила кожуру помидоров и кукурузные початки, нарезала древесную массу и хлопковую бумагу на маленькие тонкие кусочки и замочила их в воде. Затем исследователи подвергли эти материалы контролируемой химической реакции, чтобы разделить их на три отдельные фракции функциональных материалов: микропродукты, наночастицы и солюбилизированные биополимеры.
Добавление микропродуктов или наночастиц в растворы неодима запускало процесс разделения, что приводило к захвату образцов неодима. В своем последнем исследовании Шейхи и его коллеги усовершенствовали процесс разделения, принципиально продемонстрированный в предыдущей работе, и смогли извлечь неодим большего размера из менее концентрированных растворов.
«В ближайшем будущем мы хотим протестировать наш процесс на реальных промышленных образцах. Мы также надеемся настроить селективность материалов по отношению к другим редкоземельным элементам и драгоценным металлам, таким как золото и серебро, чтобы также иметь возможность отделять их от отходов», – отметил Шейхи.