Совместная группа ученых обнаружила, что скромные отходы яичной скорлупы могут извлекать РЗЭ из воды, предложив новый, экологически чистый метод их извлечения. Исследователи из Школы естественных наук Тринити и iCRAG, исследовательского центра прикладных наук о Земле при Научном фонде Ирландии, опубликовали свои новаторские результаты в международном журнале ACS Omega.
Например, РЗЭ, которые необходимы для технологий, используемых в электромобилях и ветряных турбинах, пользуются растущим спросом, но их относительно мало. В результате ученые должны найти новые способы извлечения их из окружающей среды – и устойчивыми способами, причем нынешние методы часто вредны.
Здесь исследователи обнаружили, что карбонат кальция (кальцит) в яичной скорлупе может эффективно поглощать и отделять эти ценные РЗЭ от воды.
Исследователи поместили яичную скорлупу в растворы, содержащие РЗЭ, при различных температурах: от приятных 25 °C до обжигающих 205 °C и на разные периоды времени — до трех месяцев. Они обнаружили, что элементы могут проникать в яичную скорлупу посредством диффузии вдоль границ кальцита и органической матрицы, а при более высоких температурах редкоземельные элементы создают новые минералы на поверхности яичной скорлупы.
При температуре 90 °C на поверхности яичной скорлупы образовались образования редкоземельного соединения под названием козоит. Когда ситуация стала жарче, яичная скорлупа претерпела полную трансформацию: кальцитовая скорлупа растворилась и была заменена поликристаллическим козоитом.
А при самой высокой температуре 205°C этот минерал постепенно превращался в бастназит — стабильный редкоземельный карбонатный минерал, который используется в промышленности для извлечения РЗЭ для технологических целей.
Этот инновационный метод предполагает, что отходы яичной скорлупы могут быть перепрофилированы в недорогой и экологически чистый материал, который поможет удовлетворить растущий спрос на РЗЭ, поскольку яичная скорлупа со временем задерживает в своей структуре отдельные редкоземельные элементы.
Ведущий автор доктор Реми Рато прокомментировал значимость исследования, заявив: «Это исследование представляет собой потенциально инновационное использование отходов, которое не только предлагает устойчивое решение проблемы восстановления редкоземельных элементов, но также соответствует принципам экономики замкнутого цикла. и валоризация отходов».
Главный исследователь, профессор Хуан Диего Родригес-Бланко, подчеркнул более широкие последствия результатов, добавив: «Превращая отходы яичной скорлупы в ценный ресурс для извлечения редкоземельных элементов, мы решаем критические экологические проблемы, связанные с традиционными методами добычи, и вносим вклад в развитие более зеленых технологий».
