Экологичное получение редкоземельных элементов из отходов

17.02.2022

Редкоземельные элементы (РЗЭ) крайне важны для производства бытовой электроники, химической промышленности и автомобилестроения. На основе Nd, Y, Sm, Er, Eu с Fe-B получают сплавы с рекордными магнитными свойствами, поэтому их используют в двигателях для электромобилей, гибридов. Другие же необходимы для создания компонентов смартфонов, жестких дисков, плоских экранов и т. д.

Технология мгновенного джоулевого нагрева разработана несколько лет назад для получения графена из любого твердого источника углерода, а теперь применятся к трем источникам редкоземельных элементов: угольной летучей золе, остаткам бокситов и электронным отходам. Но промышленное извлечение редкоземов связано с выщелачиванием вследствие применения кислоты, что наносит вред экологии.

Группа ученых из американского Университета Райса разработала метод получения РЗЭ из отходов достаточно эффективно и с минимум кислоты. Для этого летучую золу и другие материалы в сочетании с сажей поместили в кварцевую трубку. Затем через нее пропустили электрический ток, нагрев за секунду до 3 тыс. градусов по Цельсию. Этот процесс позволил преобразовать отходы в хорошо растворимые "активированные виды РЗЭ" - небольшие шарики на главном фото. Работа ученых опубликована в журнале Science Advances.

В промышленных процессах для извлечения материалов используется 15-молярная концентрация азотной кислоты, а в методе исследователей из Университета Райса достаточно 0,1-молярной концентрации соляной кислоты.

<< Назад: Сверхэластичный сплав, сохраняющий жесткость при высоких температурах 18.02.2022

>> Вперед: Биогибридная рыба из сердечных клеток человека 17.02.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Рождение планеты сквозь пылевой диск 13.09.2025 Современные телескопы позволяют человечеству наблюдать процессы, которые еще недавно казались недостижимыми. Один из самых захватывающих примеров - возможность заглянуть в глубины космоса и увидеть момент рождения новых миров. Именно такой уникальный результат был недавно получен международной группой исследователей, которым удалось запечатлеть новорожденную планету WISPIT 2b внутри пылевого диска молодой звезды. Эта планета представляет собой газового гиганта, напоминающего Юпитер, но по массе превышающего его примерно в пять раз. Ее возраст оценивается всего в пять миллионов лет, что по космическим меркам можно назвать детством. Сейчас WISPIT 2b находится в активной фазе формирования: она продолжает собирать газ и постепенно формирует атмосферу. По словам доктора Кристиана Гински из Университета Голуэя, такие наблюдения дают возможность буквально "увидеть рождение планеты в прямом эфире". Обнаружение стало возможным благодаря Very Large Telescope Европейской южной обсерватории (ESO), расположенному в пустыне Атакама в Чили. Этот мощный инструмент позволил зафиксировать планету в ближнем инфракрасном диапазоне света. На изображении WISPIT 2b выглядит как яркая точка внутри многокольцевого диска пыли, диаметр которого достигает 380 астрономических единиц. Сам проект велся более пяти лет и объединил исследователей из Лейденского университета, Университета Голуэя и Университета Аризоны. Участники подчеркивают, что WISPIT 2b стала первой подтвержденной планетой, найденной в столь сложной структуре, где множество концентрических колец образуют своеобразную колыбель для будущих миров. Наблюдения показали, что планета движется по орбите, буквально прокладывая путь сквозь плотные слои пыли. Это открывает уникальную возможность для изучения того, как формирующиеся миры взаимодействуют с окружающей их средой, изменяя структуру диска и создавая условия для появления новых небесных тел. Особое внимание исследователей привлекло то, что снимки удалось получить как в инфракрасном, так и в видимом свете, что позволяет гораздо точнее подтвердить реальность объекта. Эти данные станут важной опорой для дальнейших теоретических моделей эволюции планетных систем, которые зачастую сильно отличаются от нашей Солнечной. Интерес к открытию выходит далеко за пределы академической среды. Одно из изображений WISPIT 2b было выбрано Европейской южной обсерваторией как "фото недели", что подчеркивает его значимость не только для науки, но и для широкой публики. По словам д-ра Гински, система WISPIT станет предметом пристального внимания многих исследователей в ближайшие годы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025