我科研团队开发出关键金属“绿色分离术”
222
订阅已订阅已收藏
收藏点击播报本文,约
4月19日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉,该所联合江汉大学、中国科学院理化技术研究所,开发出一种普适性关键金属离子膜分离方法,可高效、绿色、有选择性地提取铀、铜、金等关键金属资源。该方法有望解决传统关键金属资源提取技术高污染、低效率、高能耗的难题。相关研究成果发表在国际学术期刊《自然·纳米技术》上。
一直以来,关键金属资源的提取主要依赖溶剂萃取法,该方法依赖大量有机溶剂、酸等化学试剂,不仅成本高昂,还会带来环境负担。相比之下,膜分离法无需有机溶剂,可在电场、压力或浓度梯度驱动下实现高效富集,被公认为是最绿色、最高效的分离方法。然而,由于关键金属离子价态高,天然易吸附,在传统认知中,吸附越强则越难脱附、更难以在膜内传输,使得关键金属离子的膜分离极具挑战。
研究团队从生命系统中寻找灵感,他们注意到生物体内的钙离子通道具有“吸附越强,传输越快”的反常输运性能。受此启发,研究团队提出一个科学假说:若能在人工膜材料中构建宽度与单离子尺寸相当的一维通道,并在其内壁修饰对目标金属离子具有高亲和力的功能基团,则有望实现类似生物通道的高效分离性能。
为验证假说,研究团队选择了共价有机框架材料(COF)作为基础平台。研究人员选取了一种直径略大于单个离子的COF膜,并在其孔壁上引入大量对铀酰离子具有极强亲和力的偕胺肟基团。在真实海水测试中,即使面对高浓度竞争离子,该膜仍能稳定富集铀。
进一步研究发现,这种仿生分离机制具有普适性。研究人员介绍,通过更换特异性吸附基团,该方法可拓展至铜、金等多种关键金属离子的分离回收。此外,这种分离机制也适用于各种膜分离方法,包括扩散渗析、电渗析以及压滤。
据悉,这项研究有望引发战略性金属资源提取技术的绿色变革。目前,研究团队正在攻克规模化制造仿钙离子通道分离膜难题,以期推动应用。(记者宋迎迎)
分享让更多人看到
- 评论
- 关注


































第一时间为您推送权威资讯
报道全球 传播中国
关注人民网,传播正能量