来源：Science Direct
对稀土元素 （REE） 的需求不断增长，需要采取创新策略来从采矿废水等非常规资源中回收稀土元素。然而，在如此复杂的多离子基质中实现高选择性仍然是一项艰巨的挑战。本研究引入了一种使用磁性 MnFe 2 O 4 纳米颗粒从真实采矿废水中快速、高选择性地提取 15 种稀土元素的新方法。该合成策略独特地将基于植物提取物的良性前体步骤与随后的热处理相结合，以设计所需的高性能尖晶石相，从而避免危险的化学还原剂。由此产生的 MnFe 2 O 4 纳米颗粒表现出卓越的基团选择性，稀土元素的分布系数（K d ）比竞争性碱、碱土和重金属离子的分布系数高 2 至 4 个数量级（分离因子，SF > 10 2 ）。密度泛函理论 （DFT） 计算证实的详细表征表明，（220） 晶体面上的 Mn 位点是这种选择性结合的主要活性中心。此外，该吸附剂表现出优异的实际适用性，在优化的酸性条件下实现> 95%的解吸效率，并在连续五个吸附-解吸循环中保持稳健的性能（>90%效率）。全面的生命周期评估 （LCA） 定量验证了我们方法的环境效益，表明与传统合成路线相比，影响显着降低（例如，与水热法相比，GWP 降低了 8 倍）。 这项工作不仅提出了一种高效且可回收的磁性吸附剂，用于评估低浓度废物流的价值，而且还为设计真正可持续的分离技术提供了一个经过 LCA 验证的整体框架。本研究旨在系统地解决两个关键问题：(1)工程MnFe2O4 NPs能否实现对复杂采矿废水中稀土元素的快速、高选择性吸附？(2)吸附剂能否在多次循环高效再生的同时保持高性能？通过多方面的调查来解决这些问题，我们提出了一个令人信服的案例，证明该技术是稀土回收的可持续解决方案。