Группа российских ученых, в состав которой вошли специалисты Сибирского федерального университета (СФУ, Красноярск), изобрела биосорбент из рисовой шелухи, позволяющий определять и выделять редкоземельные металлы в угольной золе и вулканических отложениях. Результаты исследования опубликованы в журналах Analytical Methods и Separation Science and Technology

Редкоземельные элементы (РЗЭ), или редкие земли широко востребованы в производстве современной электроники, лазеров, супермагнитов, электрокаров, сверхпроводников, в металлургии и медицине. В природе редкие земли встречаются в рассеянном виде в форме оксидов, и это существенно осложняет их добычу в промышленных масштабах.

"Самым крупным экспортером редких земель в наше время выступает Китай, там сосредоточена большая часть мировых запасов. Очевидно, что для развития отечественной промышленности, в частности, металлургии и космической отрасли, желательно развивать собственные ресурсы", — приводятся в пресс-релизе СФУ слова одного из авторов исследования Ольги Буйко, младшего научного сотрудника лаборатории физикохимии металлургических процессов и материалов.

В настоящее время все больше внимания уделяется альтернативным источникам РЗЭ, один и которых — лигниты, или "незрелые угли" — промежуточный продукт перехода торфа в бурый уголь. Проанализировав состав лигнитов, исследователи выявили в них значительное содержание германия и редких земель, и пришли к выводу, что золу после сжигания углей можно успешно использовать для извлечения РЗЭ, содержания которых в золе достигают нескольких килограммов на тонну.

С подачи соавторов исследования, сотрудников Института химии Дальневосточного отделения РАН, возникла идея использовать в качестве сорбента, концентрирующего редкие земли из золы, кремнезем, в именно такую необычную его форму, как биокремнезем рисовой шелухи.

"Рисовый" материал не уступает по своим свойствам обычному оксиду кремния, а его производство решает проблему отходов пищевой промышленности, которая очень остро стоит в ряде азиатских стран. Рисовая шелуха разлагается слишком долго, а сжигать ее нельзя, так как пыль кремнезема, попадая в воздух, вызывает заболевания органов дыхания.
Ученые разработали послойно модифицированные сорбенты разных типов для предварительного концентрирования редкоземельных металлов как из золы лигнитов, так и из еще одного альтернативного источника РЗЭ — отложений вулканических газово-жидких источников — фумарол.

"Сорбенты мы испытывали на двух разных материалах: лигнитовой золе, полученной из "незрелых" углей, представляющих собой ископаемую древесину бурого цвета, и фумарольных отложениях вблизи вулкана Кудрявый Большой Курильской гряды.

Лигнитовая зола — сложная среда. Прежде чем оценивать в ней процентное содержание редких земель и извлекать их, нужно добиться концентрации РЗЭ и отделить их от сопутствующих компонентов, таких как натрий, калий, магний, кальций, барий и другие. Наши новые сорбенты хорошо справляются с этой задачей", — рассказывает Ольга Буйко.

Сорбент на основе шелухи выглядит как слоеный пирог: биокремнеземный "корж" покрывается особым органическим реагентом — карбоксиарсеназо, который образует комплексы с редкоземельными элементами. Этот реагент "приклеиваются" к "коржу" с помощью особого "клея" из полиаминов.

Ученые отмечают, что с помощью биосорбента удалось добиться концентрирования не менее 13 редкоземельных элементов, в числе которых лантан, иттрий и скандий.

"С помощью новых сорбентов мы проанализировали лигниты, золу лигнитов и вулканическое сырье. Зола оказалась самой многообещающей матрицей, поскольку вся органика уже удалена в процессе сгорания, а редкие земли легко "вытягиваются" и концентрируются вокруг сорбирующих частиц. Что касается вулканических отложений, работа только начата и еще будет продолжаться на новых образцах", — пояснила Ольга Буйко.

Исследователи подчеркивают универсальность и простоту использования получившегося продукта. Сорбент можно применять в лабораториях и на любом производстве, оснащенном приборами для масс-спектрометрии и атомно-эмиссионной спектрометрии.

Источники

Красноярские ученые создали мощный сорбент из рисовой шелухи
Сибирское агентство новостей (sibnovosti.ru), 23/07/2020
Красноярские ученые создали мощный сорбент из рисовой шелухи
Seldon.News (news.myseldon.com), 23/07/2020
Ученые СФУ создали концентрирующий ценные металлы биосорбент
Деловой квартал (dk.ru), 22/07/2020
Российские ученые создали биосорбент, способный определять в сырье редкоземельные металлы
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 22/07/2020
Ученые создали биосорбент, способный определять в сырье редкоземельные металлы
ТАСС, 22/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
3news.ru, 25/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Polpred.com, 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
News2world.net, 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ruslom.ru, 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Kyivweekly.com, 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ получения редкоземельных металлов
Новости России и Мира (novostidny.ru), 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ получения редкоземельных металлов
РИА Новости, 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 24/07/2020
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Seldon.News (news.myseldon.com), 24/07/2020
Красноярские ученые изобрели биосорбент из рисовой шелухи
Вести Красноярск (vesti-krasnoyarsk.ru), 24/07/2020
Красноярские ученые изобрели биосорбент из рисовой шелухи
Seldon.News (news.myseldon.com), 24/07/2020
Неизвестная польза рисовой шелухи: в Сибири произвели сорбент для обнаружения редких металлов
Глобус. Геология и Бизнес (vnedra.ru), 24/07/2020
Анализ с помощью риса
Академгородок (academcity.org), 24/07/2020
Анализ с помощью риса
Seldon.News (news.myseldon.com), 24/07/2020
Извлечь и определить редкоземельные элементы помогут сорбенты на основе биокремнезема
Научная Россия (scientificrussia.ru), 30/07/2020
Извлечь и определить редкоземельные элементы помогут сорбенты на основе биокремнезема
Город финансов (gorodfinansov.ru), 31/07/2020

Похожие новости

  • 01/09/2017

    Как в СФУ исследовали токсичность почв

    ​В Сибирском федеральном университете ученые разрабатывают экспресс-тест, который позволит определять загрязненность и качество почвы за несколько минут. В основе теста лежит биолюминесцентный метод: степень загрязнения фиксируется по степени яркости свечения ферментов светящихся бактерий.
    1075
  • 29/01/2020

    Ученые СФУ изучили состав снюсов

    ​Учёные лаборатории спектроскопических методов анализа Центра коллективного пользования Института нефти и газа Сибирского федерального университета проверили состав псевдо-снюсов — никотиновых пэков, которые в последние месяцы стали особенно популярны у красноярских школьников.
    364
  • 10/07/2020

    Слияние и поглощение: учёные рассказали о тонкостях эволюции крупных планет

    Международная группа исследователей, в состав которой вошёл учёный Сибирского федерального университета, объяснила некоторые особенности зарождения крупных планет. С помощью компьютерного моделирования специалисты доказали, что в процессе формирования планетарных «зародышей» происходит интенсивная потеря лёгких химических элементов, тогда как тяжёлые элементы принимают активное участие в придании окончательного облика планетам.
    981
  • 06/11/2019

    В СФУ стартовал Большой Лекторий Енисейской лиги

    ​В Сибирском федеральном университете прошли мероприятия, приуроченные к торжественному открытию Большого Лектория Енисейской лиги. Знаковым событием, выступившим точкой отсчёта для цикла научно-популярных лекций, организуемых на площадке университета для школьников, студентов, учёных и научных работников Красноярского края, Хакасии и Тувы, стало выступление российского химика и кристаллографа, доктора физико-математических наук, профессора Сколковского института науки и технологий, профессора РАН, члена Европейской академии наук Артёма Оганова.
    657
  • 06/11/2017

    Нестоличная наука

    ​​Новый минерал с Камчатки, программа по борьбе с борщевиком и другие открытия и разработки российских учёных, сделанные вне Москвы и Санкт- Петербурга.  1. Петропавловск-Камчатский  Новый минерал описали ученые из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН совместно с австралийскими коллегами.
    1209
  • 17/06/2017

    Сорбент для ликвидации нефтяного загрязнения почвы разработали в Красноярске

    ​Биосорбент для ликвидации нефтяного загрязнения почвы и восстановления растительного покрова разработали ученые из Сибирского государственного университета имени Решетнева (СибГУ). Его использование особо актуально для северных территорий.
    1626
  • 17/12/2018

    В ТПУ назвали самую цитируемую статью за пять лет

    ​Самой цитируемой публикацией ученых Томского политехнического университета (ТПУ) за пять лет стала работа химиков Алексея Ляпкова и Френсис Верпоорт; публикация посвящена металлоорганическим каркасам, которые могут пригодиться для снижения вредного влияния химической промышленности на окружающую среду, сообщила РИА Томск начальник отдела развития публикационной активности ТПУ Юлия Фалькович.
    1090
  • 01/11/2017

    СФУ и Университет Барселоны запустили учебную программу по экомониторингу

    ​Институт экологии и географии Сибирского федерального университета (ИЭиГ СФУ) запустил новую магистерскую программу по подготовке специалистов в области экологии и природопользования "Экологический мониторинг" с двуязычным русско-английским учебным модулем, разработанным совместно с преподавателями Университета Барселоны, сообщили РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    1550
  • 07/12/2016

    В Кемерово запустили полупромышленную установку по очистке дымовых газов

    ​В КузГТУ в постоянную работу запустили полупромышленную пилотную установку по очистке дымовых газов тепловых электростанций угольной генерации – первую в России.  Располагается она в новой лаборатории физических процессов приготовления и сжигания водоугольных суспензий на улице Институтской.
    1736
  • 21/01/2019

    Ученые исследовали биологическую активность углеродных наноструктур

    ​​Ученые Института биофизики Сибирского отделения Российской академии наук и Сибирского федерального университета исследовали биологическую активность углеродных наноструктур искусственного и естественного происхождения.
    1845