 Исследователи из университета Левена обнаружили способ для разделения двух редкоземельных элементов - европия и иттрия - с помощью УФ света, а не традиционных растворителей. Их опубликованные результаты исследований предлагают новые возможности для утилизации люминесцентных ламп, таких как низкоэнергетические лампочки.
Европий и иттрий - два редкоземельных металла, которые обычно используются в устойчивой технологии и высокотехнологичных применениях. Поскольку эти редкоземельные металлы трудно добывать из-под земли, имеется большой интерес к их переработке. Европий и иттрий могут быть извлечены из красного люминофора - порошка, который используется в люминесцентных лампах, таких как неоновые трубки.
В начале 2015 года химики из Левена разработали технологию ионной жидкости для переработки европия и иттрия из собранных люминесцентных ламп и низкоэнергетических лампочек. Их метод заключается в переработке красного люминофора как целого для повторного использования порошка в лампах. Для других приложений, однако, необходимо отделить европий и иттрий из редкоземельных смесей.
Разделение двух редкоземельных элементов представляет собой сложный процесс. Профессор Том Ван Гервен из факультета химической технологии поясняет: «Традиционный метод заключается в растворении европия и иттрия в водном растворе. Затем к нему добавляют экстрагент и растворитель, что приводит к появлению двух отдельных слоев, известных как «фазы». Когда два слоя вступают в контакт, один из двух редкоземельных металлов экстрагируют в растворитель, а другой редкоземельный металл остается в водном слое».
Но этот процесс оставляет желать лучшего с точки зрения эффективности и чистоты: он должен быть повторен десятки раз, чтобы восстановить высокий процент конкретного редкоземельного металла, и по этом по-прежнему будут следы иттрия в жидкости, содержащий европий, и наоборот.
В сотрудничестве с химиками университета Левена исследователи уже смогли восстановить европий из жидкой смеси посредством использования УФ-света вместо растворителя. «УФ-излучение воздействует на электрически заряженные частицы, известные как ионы. Европий и иттрий имеют три положительных заряда на ионе. Когда мы излучаем ультрафиолетовый свет на раствор европия и иттрия, мы добавляем энергию в систему. В результате один положительный заряд за каждый ион европия нейтрализуется. При добавлении сульфата, только европий реагирует с ним. В результате получается осадок, который может быть легко отфильтрован, в то время как иттрий остается в растворе», говорит Барта ван ден Богаерт, который готовит докторскую диссертацию по этому вопросу.
Преимущества УФ-света состоят в том, что после его использования не остаются какие-либо вредные химические вещества в жидкости, и эффективность разделения и чистоты в синтетических смесях очень высока: более 95% от европия извлекают из раствора. Сам осадок является чистым на 98,5%, так что он едва ли содержит следы иттрия. Аналогичная чистота была получена с промышленных смесей, но эффективность разделения все еще следует улучшить. Это будет один из следующих проектов, решаемых исследователями университета Левена.
|
