عناصر لانتانید برای انرژی پاک و سایر کاربردها مهم هستند. برای استفاده از آنها، صنعت باید منابع مخلوط لانتانید را با استفاده از روش های پرهزینه، وقت گیر و ضایعات به عناصر جداگانه جدا کند. یک روش جدید کارآمد را می توان برای انتخاب لانتانیدهای خاص طراحی کرد. این تکنیک دو ماده را ترکیب می کند که با هم مخلوط نمی شوند و انواع مختلفی از لانتانیدها را ترجیح می دهند. این فرآیند به تجهیزات کوچکتر، استفاده کمتر از مواد شیمیایی و تولید زباله کمتر اجازه می دهد.
فلزاتی به نام لانتانیدها دارای خواص ارزشمندی برای فناوری های انرژی پاک مانند وسایل نقلیه الکتریکی و توربین های بادی و بسیاری از کاربردهای دیگر هستند. این عناصر شامل چندین ماده حیاتی است. در طبیعت، لانتانیدها اغلب مخلوط با هم یافت می شوند. صنعت باید آنها را جدا کند تا از ویژگی های فردی آنها استفاده کند. اما روش‌های مرسوم برای این جداسازی زمان‌بر و پرهزینه هستند و باعث اتلاف می‌شوند. دانشمندان یک روش کارآمد جدید را توسعه داده اند که می تواند برای انتخاب لانتانیدهای خاص طراحی شود. این تکنیک دو ماده را ترکیب می کند. یکی آب دوست است و لانتانیدهای سبک تری می گیرد، در حالی که دیگری روغن را ترجیح می دهد و لانتانیدهای سنگین تری می گیرد.
ترکیب یک ترکیب روغن دوست و یک ترکیب آب دوست با هم برای استخراج عناصر ارزشمند خاص از یک مخلوط شیمیایی در مقیاس صنعتی امکان پذیر است. با افزایش مقیاس، این فرآیند امکان تجهیزات کوچکتر، استفاده کمتر از مواد شیمیایی و تولید زباله کمتر را فراهم می کند. این فرآیند جدید را نسبت به روش‌های معمولی کارآمدتر و سازگار با محیط زیست می‌کند.
چالش‌برانگیزترین و گران‌ترین جنبه ساخت مواد خاکی کمیاب خالص – 14 لانتانید و همچنین ایتریم و اسکاندیم – برای فناوری‌های انرژی پاک، جداسازی عناصر خاکی کمیاب از یکدیگر است. دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج دو نوع ماده آلی را ترکیب کردند: یکی آب دوست و دیگری دوستدار روغن. این مواد آلی ترجیحاتی برای عناصر خاکی کمیاب مختلف دارند. به عنوان مثال، یکی به شدت با عناصر خاکی کمیاب سبک تر تعامل دارد، در حالی که دیگری عناصر سنگین تر را ترجیح می دهد.
دانشمندان این روش را با استفاده از دو مایع مختلف که با هم مخلوط نمی شوند – روغن و آب – آزمایش کردند. در آب ماده آب دوست را حل کردند; در روغن، روغن دوست را اضافه کردند. آنها دریافتند که رویکرد دو ماده ای به جداسازی سبک ترین و سنگین ترین عناصر خاکی کمیاب بهتر از روش تک ماده ای که قبلا استفاده می شد کمک کرد. آنها از روش های مختلفی برای بررسی نحوه تعامل این مواد شیمیایی آلی و عناصر کمیاب خاکی استفاده کردند. نتیجه، اطلاعات ارزشمندی در مورد نحوه عملکرد فرآیند و بینش در مورد چگونگی بهبود بیشتر سیستم جداسازی بود.
Materials provided by DOE/US Department of Energy. Note: Content may be edited for style and length.
برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.
