Ловцы редкоземельных металлов: создан сорбент, притягивающий из воды полезные элементы

Как сообщили в Минобрнауки России, специалисты Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) работали вместе с коллегами из Института общей и неорганической химии НАН Белоруссии и Шанхайского института керамики (КНР). Их совместная статья опубликована в научном журнале Separation and Purification Technology.

В природе существуют аллюмосиликаты – соединения, которые и подсказали ученым идею для создания искусственного сорбента. Они создали синтетический аналог аллюмосиликатов, обладающий пористой структурой, на основе неорганических солей металлов. Технология получения, которая является ноу-хау разработчиков, позволяет менять ключевые характеристики – состав и структуру исходного сорбента в зависимости от области его применения.

В итоге синтезированный материал оказался эффективней природного. В частности последний уступает по сорбционной эффективности, так как не имеет строго упорядоченной структуры, а также содержит ненужные примеси.

Новое же вещество может эффективней очищать воду, концентрируя в себе тяжелые металлы, радионуклиды и редкоземельные элементы из водных растворов.

В ДВФУ нам рассказали, как используется сорбент. Этот сухой порошок, гранулы которого имеют микросферическую структуру, растворяют в воде. Если в ней имеются частицы тяжелых металлов, они осаждаются на этих микрогранулах. Так происходит очистка воды. Но осадок можно использовать вторично, – высушить и извлечь из него ионы металлов: свинца, цезия, стронция, кобальта, лантана и др.. Разработка может быть использована в атомной промышленности для очистки воды из реактора.

Бывает, что в воде растворены и более ценные компоненты, например, редкоземельные металлы, грамм которых стоит десятки тысяч долларов (к примеру, 1 грамм скандия стоит 20 тысяч долларов). Сорбент может притянуть к себе и их.

– Синтетические сорбенты активно изучаются мировым научным сообществом как перспективные материалы для очистки разнообразных водных растворов от загрязнителей и выделения ценных, востребованных компонентов, – поясняет заведующий лабораторией ядерных технологий Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Евгений Папынов. – Мы можем управлять их ключевыми свойствами, то есть, заранее программировать набор оптимальных характеристик сорбента, делая его универсальным не только для использования, но и для последующей утилизации отработанного материала. К примеру, сорбент может применяться для очистки воды от высокотоксичных металлов и радионуклидов или служить «накопителем» редких элементов, растворенных в микроколичествах, что открывает возможности для их дальнейшего полезного применения.