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厦门稀土质料研究中心利用先进离子印迹膜疏散技术从锆英砂中疏散富集铪取得最新进展

栏目:行业资讯 宣布时间:2023-02-15
中国科学院海西研究院2月9日讯:铪(Hf)因其奇特的物理和化学特性,在电子半导体、航空航天、医药、核能和新质料研究与开发等新领域有着广泛的应用前景。

Hf总是与锆(Zr)以均质形式紧密共生且具有相似的外层电子结构,由于镧系收缩,它们的原子半径和离子半径仅相差0.01 ?,因此疏散Zr和Hf已成为一个世界性难题。为克服古板膜疏散在Hf疏散中接纳率低和选择性差的缺点,中国科学院福建物质结构研究所杨帆课题组基于膜萃取疏散技术开发制备了铪离子印迹膜(Hf-IIMs)新质料,实现了从锆英砂溶液中快速高效疏散富集铪。

通过配合物印迹法,以D2EHDGAA为载体分子,CTA为基础聚合物以及铪离子为印迹离子,构建了离子印迹膜(IIMs)。别的,制备了离子液体支撑液膜(SLMs),高分子聚合物包合膜(PIMs),非印迹膜(NIIMs)和CTA空白膜作为比照。在进料相中由酰胺酸驱动的IIMs与天冬氨酸偶合,实现从优先萃取Zr转变为优先萃取Hf; 以0.1 M H2SO4和0.05 M二甘醇酸的协同酸体系作为接收相,使得接收相中铪离子浓度明显增加,解决了古板的单酸反萃铪的难题。结果标明,在接收相中CHf/CZr按IIMs > PIMs > SLMs > NIIMs > CTA的顺序递减。这主要归结于IIMs的印?籽ㄓ際f模板离子具有结构上的相互匹配以及功效基团的互补,使得膜对目标离子Hf具有选择识别性能,从而抵达铪和锆的特异性选择疏散。IIMs在1h内,CHf/CZr从最初的2.33:100增加到33.33:100;与聚合物包合膜(PIMs)和离子液体支撑液膜(SLMs)相比,划分增加了3.33和3.67倍。别的,3次膜疏散-再生循环实验标明IIMs的循环稳定性能较为良好。因此,IIMs作为一种新型膜质料,提供了从锆英砂溶液中高效疏散富集铪的新思路,具有良好的工业应用潜力。该研究结果以全文形式宣布在《Journal of Membrane Science》期刊上(https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.121237),第一作者为在读硕士汤婷婷,杨帆研究员为通讯作者。

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研究事情获得国家重点研发计划,反应堆燃料与质料科学技术实验室等的支持,并与三祥新材股份有限公司和中国核动力研究设计院深入相助。


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