废弃蛋壳可绿色回收稀土元素

日期： 2024-06-13

浏览次数: 387

来源：科学网

英国科学家发现，不起眼的蛋壳垃圾可以从水中回收稀土元素，这为提取稀土元素提供了一种新的环保方法。相关论文发表于美国化学会旗下的《ACS Omega》杂志。

稀土供应相对短缺且提取方法往往有害，因此科学家亟须找到更环保的提取方法。最新研究显示，蛋壳中的碳酸钙（方解石）可以有效地从水中吸收分离稀土元素。

研究人员将蛋壳放入含有稀土元素的溶液中，加热至25℃到205℃区间，持续三个月。结果发现，溶液中的稀土元素可沿方解石边界及有机基质进入蛋壳。在更高温度下，稀土元素在蛋壳表面形成新的矿物。

研究显示，在90℃的温度下，蛋壳表面有助形成名为kozoite的稀土化合物。随着温度升高，蛋壳彻底改变，方解石外壳溶解，并被多晶kozoite取代。在205℃的温度下，该矿物逐渐转变为氟碳铈矿。这是一种稳定的稀土碳酸盐矿物，工业界用它提取稀土元素。

纳米科学与技术研究中心袁帅/赵尹在《Angewandte Chemie International Edition》上发表最新研究成果

来源：上海大学理学院

近日，上海大学理学院纳米科学与技术研究中心袁帅研究员和赵尹副研究员在超高镍三元正极材料领域取得重要进展，相关研究成果以“Spheroidization: The Impact of Precursor Morphology on Solid-State Lithiation Process for High-Quality Ultrahigh-Nickel Oxide Cathodes“为题发表在化学顶级学术期刊《Angewandte Chemie International Edition上》。第一作者为博士生梁文彪。

高能量密度、长循环寿命、高安全性的锂离子电池是新能源领域的重大需求。超高镍层状氧化物LiNixCoyMn1-x-yO2（NCM，x≥0.9）具有较高能量密度和较低成本，是一种极具应用前景的锂离子电池正极材料。近日，上海大学袁帅研究员、赵尹副研究员等对超高镍NCM(OH)2前驱体的锂化反应过程提出了新见解，揭示了NCM(OH)2前驱体颗粒的球形度对锂化过程及超高镍层状正极材料电化学性能的影响机制。

该工作发现非球形NCM(OH)2前驱体颗粒破坏了锂化反应的均匀性，LiOH倾向于在前驱体颗粒表面的凸起部分富集，导致局部锂过量，会在较低温度下形成局部致密的壳层，在随后反应过程中，该致密壳层会影响锂离子向颗粒内部的扩散过程，导致中间体颗粒内部形成“贫锂”NCMO核和内部孔隙，从而影响最终NCM颗粒内部的结构一致性。高球形度的NCM(OH)2前驱体具有对称结构和光滑表面，可有效避免LiOH在颗粒表面的局部过量问题，防止形成局部致密壳层，有利于锂化过程中锂离子充分扩散到颗粒内部，从而有效抑制“贫锂”NCMO核和内部孔隙的产生。因此，提高前驱体颗粒球形度有助于抑制非均相中间体的形成，从而有效提高正极材料的结构一致性。

论文信息：

Wenbiao Liang, Yin Zhao*, Liyi Shi, Zhuyi Wang, Shuai Yuan*. Spheroidization: The Impact of Precursor Morphology on Solid-State Lithiation Process for High-Quality Ultrahigh-Nickel Oxide Cathodes. Angewandte Chemie International Edition 2024, e202407477.

https://doi.org/10.1002/anie.202407477

上一篇：用海藻收集稀土或开辟生物采矿新路|科技创新世界潮下一篇：协会陪同市经信委新材料处调研

Hot News / 相关推荐

低成本镧镍锰氧化物光电探测器，采用多层多伦比金属和 CuI 传输层，适用于环保应用

2026 - 10 - 22

点击次数: 2

来源：X-MOL本文提出了一种环境无害的无铅双钙钛矿光电探测器，其构型为 FTO/PCBM/La2NiMnO6/CuI/碳。拟议设计配置已通过 SCAPS-1D 进行数值分析，通过优化吸收层厚度、受体掺杂、缺陷密度和界面质量，开发出高性能光电探测器。LNMO（鑭镍锰氧化物）作为吸收剂，在可见光近红外区域具有超过 100,000 cm-1 的高吸收系数，并且与 PCBM（苯基 C6...

可控合成及增强的光致变色性能：掺铒WO3纳米神经网络状结构

2026 - 10 - 21

点击次数: 16

来源：X-MOL三氧化钨（WO3）是一种众所周知的光致变色材料，在光照下会发生可逆的颜色变化，使其在智能窗、光存储和传感设备等领域具有广阔的应用前景。本研究通过调控水热反应温度和盐酸浓度，成功合成了一种形貌均匀且可控的WO3神经网络状结构。此外，本研究系统地考察了所制备WO3颗粒的光致变色响应时间，并筛选出响应速度最快的最佳样品。为了显著提升光致变色性能，本研究引入了稀土元素铒（Er）作为掺杂剂。...

Er掺杂BiOCl纳米片通过协同光催化记忆效应和Er掺杂实现优异的CO₂转化性能

2026 - 10 - 21

点击次数: 15

来源：X-MOL为了寻找高效的二氧化碳还原光催化剂，稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而备受关注，这些特性能够显著提高光吸收和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了铒掺杂的二维超薄BiOCl纳米片。铒掺杂不仅抑制了光生载流子的复合，而且进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。铒掺杂与预先可见光照射诱导的光催化记忆效应的协同作用，极大地调控了BiOCl纳米片的内部电子态。实验和密...

在 N 掺杂碳中工程 Co0–CoOx 界面位点，实现甲醇高效氧化碳酰化为二甲基碳酸酯

2026 - 10 - 20

点击次数: 35

来源：X-MOL追求甲醇氧化羴基化为二甲基碳酸酯（DMC）高效催化剂的努力受限于在传统单基点/混合位点同时激活 CO 和甲醇的动力学挑战。本研究通过对双金属锌/铒-ZIF 进行热解，演示 0 了 Co–CoO x 界面工程策略，以构建 Co@NC 催化剂。系统调节锌/辅导比和热解温度控制纳米颗粒尺寸和氧化态，产生最佳催化剂 Co@NC-4，表现出高 DMC 时空产率（5.9 g DMC g cat...