近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所綠色反應(yīng)分離與過程強(qiáng)化技術(shù)中心基于稀土超富集植物富集基團(tuán)，開發(fā)了一種針對(duì)稀土礦區(qū)浸礦尾液低濃度稀土離子綠色高效吸附的新型仿生吸附材料，在吸附性能方面取得了進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）。

　　該工作制備了一種基于超富集植物細(xì)胞壁的有效富集稀土的新型纖維素/果膠復(fù)合氣凝膠吸附劑，用于回收浸礦尾液中的稀土元素，并采用SEM、FTIR、XRD和接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)所得吸附劑的主要成分進(jìn)行系統(tǒng)分析。研究結(jié)果表明，PCA吸附劑表面具有豐富的活性吸附基團(tuán)、較低的結(jié)晶度和良好的親水性能，在吸附稀土離子領(lǐng)域有著優(yōu)異的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。熱力學(xué)研究表明，吸附過程符合Langmuir模型，理論最大吸附容量達(dá)到337.36 mg/g。動(dòng)力學(xué)研究表明，吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附過程為化學(xué)吸附。吸附劑五次吸附-解吸循環(huán)后仍然具有良好的吸附性能。從FTIR和XPS光譜分析可知，PCA的對(duì)稀土離子的吸附機(jī)制主要是通過靜電作用、與-COOH的離子交換以及與C-NH2的螯合作用實(shí)現(xiàn)的。新型的基于細(xì)胞壁合成的復(fù)合氣凝膠PCA具有潛在的應(yīng)用前景，是一種綠色高效且具有良好再生性能的吸附劑。

相關(guān)研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家專項(xiàng)、山東省能源研究院創(chuàng)新基金、中國(guó)科學(xué)院綠色過程制造創(chuàng)新研究院和山東省自然科學(xué)青年基金的資助。

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圖1 PCA的合成及其吸附過程

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