研究團隊在污水中提取稀土元素材料新應用

　　目前，污水處理和污泥處置形勢嚴峻，一方面，污水和污泥中含有大量重金屬等有害物質，處理不當會造成環境污染；另一方面，污水和污泥中蘊含大量資源，具有回收利用的潛力，從污泥中回收稀土元素等資源逐漸受到重視。已報道的從污水和污泥中回收和富集稀土元素的方法多存在成本高、回收率低等問題，探索和優化回收工藝可為環境污染修復和資源回收提供技術支持。

　　近年來，中國科學院城市環境研究所環境生物技術組致力于污水處理系統中稀土元素的控制技術研究。為實現稀土元素高效回收，該研究制備多孔β-環糊精聚合物（P-CDP）及其磁性復合材料（P-CDP@Fe3O4）。P-CDP和P-CDP@Fe3O4均能快速回收Nd、Y、Eu和Gd等稀土元素，可在10分鐘內達到吸附平衡。擬合Langmuir等溫模型顯示，該材料的最大吸附容量在7.76~9.59mg/g（25℃）；P-CDP和P-CDP@Fe3O4對稀土元素回收具有選擇性，回收率不會受到堿金屬、堿土金屬和過渡金屬等競爭性離子的影響，回收率介于62％~100％之間；P-CDP和P-CDP@Fe3O4均可在弱酸性條件下再生，可重復利用五次以上。與P-CDP相比，P-CDP@Fe3O4的堵塞性和操作壓力小，且可通過外磁場從系統中快速、低能耗分離，更有利于稀土元素的回收應用。

　　相關研究成果以Selective and fast recovery of rare earth elements from industrial wastewater by porous β-cyclodextrin and magnetic β-cyclodextrin polymers為題，發表在Water Research上。來自盧旺達的博士生Francois Nkinahamira為論文第一作者，城市環境所研究員孫倩為論文通訊作者。研究工作得到中科院福建物質結構研究所-城市環境所融合發展基金、中科院-第三世界科學院院長獎學金及中科院青年創新促進會的資助。

P-CDP@Fe3O4及其在從廢水中回收稀土的應用