24/07/2020
Ученые создали биосорбент, способный определять в сырье редкоземельные металлы
743
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
Красноярские ученые создали мощный сорбент из рисовой шелухи
Ученые СФУ создали концентрирующий ценные металлы биосорбент
Российские ученые создали биосорбент, способный определять в сырье редкоземельные металлы
Ученые создали биосорбент, способный определять в сырье редкоземельные металлы
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ получения редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ получения редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Ученые предложили необычный способ добычи редкоземельных металлов
Красноярские ученые изобрели биосорбент из рисовой шелухи
Красноярские ученые изобрели биосорбент из рисовой шелухи
Неизвестная польза рисовой шелухи: в Сибири произвели сорбент для обнаружения редких металлов
Анализ с помощью риса
Анализ с помощью риса
Извлечь и определить редкоземельные элементы помогут сорбенты на основе биокремнезема
Извлечь и определить редкоземельные элементы помогут сорбенты на основе биокремнезема
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