宾夕法尼亚州立大学开发新纳米技术 从电子垃圾中回收稀土元素

新能源汽车讯 制造商利用钕等稀土元素来制造性能强大的磁铁，以用于电子产品的电机，包括混合动力汽车、飞机发电机、扬声器、硬盘驱动器和入耳式耳机。然而，地球上的钕矿很稀少。随着多行业对钕的需求不断增加，人们将注意力转向回收旧计算机和印刷电路板中的元素（即电子垃圾）以满足需求。对于在电子垃圾中发现的其他矿物质和成分，从中分离出有价值元素，是一大挑战。

（图片来源：宾夕法尼亚州立大学）

据外媒报道，宾夕法尼亚州立大学（Penn State）化学工程和生物医学工程助理教授Amir Sheikhi详细介绍了一种新的纳米技术，利用在纸、棉花和纸浆中发现的植物纤维素来分离钕。

在这一过程中，毛茸茸的纤维素纳米晶，即来自纤维素纤维的纳米粒子，选择性地与钕离子结合，将其从铁、钙和钠等其他离子中分离出来。由于纤维素链附着在其两端，这些“毛状”纳米颗粒发挥着关键的化学功能。

为了做到这一点，研究人员使纳米颗粒的毛层带负电荷，以吸引带正电的钕离子并与之结合。这会导致颗粒聚集成更大的片，然后可以有效地进行回收和再利用。Sheikhi表示：“该工艺具有有效的去除能力、选择性和速度，可在几秒内从被测杂质中选择性地除去元素以分离钕。”

据介绍，目前的稀土元素回收过程对环境是有害的，通常在化学反应中通过高酸性条件来提取元素。相比之下，这一工艺具有环保性，因其使用纤维素，这是一种成本较低的可再生资源。另外，传统采矿过程危险且成本高，而且露天采矿易造成环境污染。Sheikhi表示：“使用纤维素作为主要媒介，是一种可持续的、经济有效的、清洁的解决方案。”

除了电子垃圾，还可以从工业废水、采矿尾矿和不再使用的永磁体中提取钕等稀土元素。Sheikhi希望，未来可以将纤维素吸附工艺应用于这些领域。