В Южной Корее разрабатывают адсорбент, позволяющий извлечь медь из промышленных стоков, с емкостью 1602,3 мг меди на 1 грамм вещества
- KOREA HERALD
- 25 минут назад
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Исследовательская группа KIST разрабатывает адсорбент для извлечения меди
Оценка применимости процесса посредством контролируемого механизма кристаллизации с использованием трех характерных внутренних структур в трехмерных аминовых микрокапсулах высокой плотности (DMC) и экспериментов по непрерывной эксплуатации/повторной регенерации [Предоставлено KIST]
Национальный исследовательский фонд Кореи сообщил, что исследовательская группа под руководством доктора Чхве Чжэ У из Корейского института науки и технологий (KIST) разработала адсорбент, позволяющий эффективно извлекать медь из промышленных сточных вод со сложным составом.
Спрос на медь, основной металл в электронной и энергетической промышленности, постоянно растет. Однако ограниченные запасы и нестабильные цепочки поставок повысили важность технологий ее извлечения. Существующие процессы извлечения меди дорогостоящие и требуют сложных условий, что затрудняло их применение в крупных масштабах. В результате внимание привлекли технологии на основе адсорбции с более простыми процессами, но и они столкнулись с фундаментальными ограничениями из-за низкой производительности и селективности, присущих методам адсорбции.
Промышленные предприятия были вынуждены использовать низкоэффективные адсорбенты, а затраты, связанные с их частой заменой, значительно снижали эффективность. Существует острая необходимость в разработке новых адсорбентов, которые обеспечивают высокую эффективность и легкое извлечение.
Чтобы преодолеть ограничения традиционных адсорбентов, в которых металлы прилипают только к поверхности, необходимо было обеспечить пространство для проникновения, удержания и роста ионов меди внутри капсулы. В результате исследовательская группа нашла основной механизм, с помощью которого ионы меди растут из двумерной поверхности в трехмерный кристалл, и разработала «капсулу для выращивания меди», которая воспроизводит этот процесс.
Внутри капсулы размером с рисовое зерно расположена многослойная, трехмерная радиальная структура, которая адсорбирует ионы меди, а затем направляет их рост в кристаллы меди внутри капсулы.
В результате эта капсула достигла адсорбционной способности в 1602,3 мг/г, что примерно в два раза превышает показатели существующих материалов. Кроме того, снижение производительности оставалось в пределах 6,4% после семи циклов повторного использования, а структурная и функциональная стабильность сохранялась в течение 50 дней непрерывной работы.
Эта технология позволяет избирательно извлекать медь из промышленных стоков и электронных отходов, способствуя стабильному поступлению ресурсов в условиях растущего спроса на медь. Она реализует высокопрочный и высокоселективный процесс извлечения, который можно сразу применять в промышленных условиях, а ее способность к многократной регенерации значительно снижает эксплуатационные расходы. «Высокочистые кристаллы меди, выращенные внутри капсулы, могут быть переработаны в материалы с высокой добавленной стоимостью, такие как катализаторы и электроды. Ожидается, что это сыграет ключевую роль в создании экологически чистой циркулярной системы, которая преобразует сточные воды в ресурс, выходя за рамки простого удаления загрязнений» - сказал доктор Чхве Чжэ У.
Результаты этого исследования, проведенного при поддержке программы Sejong Science Fellowship, продвигаемой Министерством науки и ИКТ и Национальным исследовательским фондом Кореи, опубликованы 1 октября в международном научном журнале «Advanced Composites and Hybrid Materials».
Комментарии