科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素

科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素 水溶性和油溶性有机分子能有效分离元素周期表中的镧系元素。资料来源：橡树岭国家实验室镧系元素与清洁能源被称为镧系元素的金属具有宝贵的特性，可用于电动汽车和风力涡轮机等清洁能源技术以及许多其他应用。这些元素包括几种关键材料。在自然界中，镧系元素经常混合在一起。工业界必须将它们分离出来，以利用它们各自的特性。但传统的分离方法耗时长、成本高，而且会产生废弃物。现在，科学家们已经开发出一种高效的新方法，可以根据具体情况选择特定的镧系元素。该技术结合了两种物质。一种物质喜水，可捕捉较轻的镧系元素；另一种物质喜油，可捕捉较重的镧系元素。分离技术的创新将一种亲油化合物和一种亲水化合物混合在一起，从化学混合物中提取特定的有价值元素，这在工业规模上是可行的。扩大规模后，该工艺可以使用更小的设备、更少的化学品和更少的废物。这将使新工艺比传统方法更高效、更环保。稀土材料加工取得突破为清洁能源技术制造纯稀土材料14 种镧系元素以及钇和钪最具挑战性和最昂贵的方面是将单个稀土元素相互分离。橡树岭国家实验室的科学家将两种有机物结合在一起：一种亲水，另一种亲油。这些有机物对不同的稀土元素有偏好。例如，一种与较轻的稀土元素相互作用强烈，而另一种则偏爱较重的稀土元素。科学家们用两种不同的液体油和水来测试这种技术。在水中，他们溶解了亲水性物质；在油中，他们加入了亲油性物质。他们发现，与之前使用的单物质方法相比，双物质方法有助于分离最轻和最重的稀土元素。他们使用各种方法研究这些有机化学物质和稀土元素如何相互作用。研究结果提供了有关该过程如何工作的宝贵信息，以及有关如何进一步改进分离系统的真知灼见。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

逮捕31人 马国严打盗采稀土

逮捕31人 马国严打盗采稀土 马来西亚警方宣布，犯罪团伙在霹雳宜力免登喜洲森林保留区非法开采非放射性稀土元素，警方成功逮捕31名涉案者，其中包括10名马来西亚人及21名外国人。这些外国人都是非法入境者。 这是马国近来第二次对盗采稀土者采取行动。当局今年4月也逮捕和提控40名在吉打华玲非法开采稀土者。其中包括五名马来西亚籍男女、两名中国籍男子、两名尼泊尔男子和31名缅甸男子。 霹雳州总警长莫哈末尤斯里星期三（12月13日）发文告透露，警及与森林局官员12月8日下午约3时，在霹雳宜力的免登喜洲森林保留区展发现不法分子非法开采非放射性稀土矿。 他表示，警方当场逮捕28人，包括九名马来西亚人及19名外国人。警方接著在宜力一带逮捕另外三名嫌犯，包括一名马国人及两名外国人，让此案被捕嫌犯人数增至31人。 此外，霹雳州务大臣星期四（14日）宣布，霹雳正等待联邦政府批准在新邦波赖工业区设立全马首个非放射性稀土元素抽样实验室。他说，这是霹雳准备逐步成为非放射性稀土元素加工中心的部分措施。 2023年12月14日 4:15 PM

越南希望削弱中国在稀土金属领域的主导地位

越南希望削弱中国在稀土金属领域的主导地位 越南计划在西方国家的支持下，于明年重新启动其最大的稀土矿。 根据美国地质调查局的数据，越南拥有全球第二大稀土元素矿藏。但是这些稀土元素在很大程度上仍未得到开发。而且由于中国几乎垄断了全球市场，其实际制定的低价也阻碍了投资。 为改善双边关系，美国总统乔拜登本月访问了河内，并签署了一项旨在提高越南稀土储备吸引投资者能力的协议。 事实上，这就是对威胁的反馈。中国并没有中断稀有金属和稀土的出口，而是表达了中断出口的威胁。这实际上是直接违背了所有冲突规则。你不可能威胁“要”采取行动 这通常是任何冲突的绝对首要规则。展示装有枪支的皮套是一回事，解开枪套取出武器又是另一回事。皮套已经是一种行动威胁，任何警察都会在这种威胁下开枪，没有二话。 中国一直以擅长冲突、擅长冲突学自居，但这次 …… 一大类金属和非金属之所以被称为稀土和稀有元素并不是因为它们稀缺，而是因为它们不是以孤立的矿藏形式存在的，总是与其他元素伴生，因此对它们的提取、分离和提纯都比较困难。因此中国接管了这些重要元素的大部分生产，使其他国家无需再创建类似的产业。然而一旦出现威胁，风险溢价就变得不可接受。现在全球都已经看到一个新的生产中心正在出现。 在这种情况下，稀有元素的价格可能会上涨一些 但市场的稳定性会增加，而这在这种情况下稳定会变得更加重要。 70年代有一部苏联喜剧电影《钻石手臂》，其中一个叫普柳什的物业经理有句很著名的台词：“谁不买，我们就切断他家的天然气”。而普京在 "慕尼黑"演讲后直接重复了这句台词。西方仔细评估并认真对待了这一威胁，然后就是，你今天可以看到，克里姆林宫的讹诈政策已经彻底失败。甚至失去了它已经拥有的一切。有趣的是，自认为比俄罗斯领导层更有头脑的中国领导层居然试图故伎重演。结果很可能完全一样 一无所获，反而会彻底失去市场。 关联： #USA #China #Vietnam

蛋壳已被确定为一种可用于提取稀土元素的潜在环保材料

蛋壳已被确定为一种可用于提取稀土元素的潜在环保材料 都柏林圣三一学院自然科学学院和爱尔兰科学基金会应用地球科学研究中心 iCRAG 的研究人员于 6 月 4 日在国际期刊ACS Omega 上发表了他们的突破性研究成果。REE 是电动汽车和风力涡轮机等技术中不可或缺的元素，其需求量与日俱增，但供应却相对短缺。因此，科学家们必须找到从环境中提取这些物质的新方法，而且是可持续的方法，因为目前的方法往往是有害的。在这里，研究人员发现蛋壳中的碳酸钙可以有效地从水中吸收和分离这些宝贵的稀土元素。使用高分辨率显微镜和光谱仪拍摄的合成图像，显示蛋壳中稀土元素的吸收和置换过程。资料来源：都柏林圣三一学院胡安-迭戈-罗德里格斯-布兰科教授研究人员将蛋壳放入含有稀土的溶液中，温度从 25 °C 到 205 °C 不等，时间长达三个月。他们发现，稀土元素可以沿着碳酸钙边界和有机基质扩散进入蛋壳，在较高温度下，稀土会在蛋壳表面形成新的矿物。在 90 °C的温度下，蛋壳表面有助于恢复一种名为Kozoite的稀土化合物的形成。随着温度升高，蛋壳发生了彻底转变，碳酸钙外壳溶解，取而代之的是多晶Kozoite。在 205°C 的最高温度下，这种矿物逐渐转变为基性碳酸盐岩，这是一种稳定的稀土碳酸盐矿物，被工业界用来提取稀土，用于技术应用。这种创新方法表明，废弃蛋壳可以作为一种低成本、环保型材料重新利用，帮助满足对 REES 不断增长的需求，因为蛋壳会随着时间的推移在其结构中捕获独特的稀土。主要作者 Remi Rateau 博士在谈到这项研究的意义时说："这项研究提出了一种潜在的废料创新用途，不仅为稀土元素回收问题提供了可持续的解决方案，而且符合循环经济和废物价值化原则。"首席研究员胡安-迭戈-罗德里格斯-布兰科（Juan Diego Rodriguez-Blanco）教授强调了这一研究成果的广泛意义，并补充道"通过将蛋壳废物转化为稀土回收的宝贵资源，我们解决了与传统提取方法相关的重要环境问题，并为开发更环保的技术做出了贡献"。iCRAG（爱尔兰应用地球科学研究中心）是爱尔兰科学研究院（SFI）的一个中心，致力于推进地球科学研究，重点关注可持续资源管理和环境保护。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

打造“无中国”稀土磁铁供应链面临重重困难

打造“无中国”稀土磁铁供应链面临重重困难 打造“无中国”供应链颇为艰难。生产稀土磁铁时就是如此。这是一种强大的技术，对于智能手机和电动汽车至关重要，对于喷气式战机和风力涡轮机亦然。几十年来，中国一直主导着稀土磁铁制造过程的每一个环节。中国是唯一有能力从头到尾大规模生产稀土磁铁的国家。 现在，随着美国和欧洲对不含中国元素的磁铁的需求日益增长，多种公司试图打破中国对这一市场的控制，它们努力拼接覆盖全球的供应链，但障碍重重。全球稀土产量的三分之二都来自中国。中国的稀土矿石加工能力占全球的85%，磁铁制造产能在全球占比超过90%。 美国和澳大利亚能够开采稀土，但无法进行大规模加工。马来西亚可以加工矿石，但不生产磁铁。日本能够生产磁铁，但没有稀土矿。 总部位于伦敦的市场情报提供商Project Blue的研究主管David Merriman说：“在友好国家之间扩建这一分散的供应链，或许是最有可能的发展方式。”“需要强调的是，中国已经遥遥领先。”

有关稀土元素钷的新发现将改写化学教科书

有关稀土元素钷的新发现将改写化学教科书 概念图展示了小瓶中的稀土元素钷，周围环绕着有机配体。ORNL 科学家发现了钷的隐藏特征，为研究其他镧系元素开辟了道路。图片来源：Jacquelyn DeMink，艺术；Thomas Dyke，摄影；ORNL，美国能源部钷于 1945 年在克林顿实验室（即现在的美国能源部橡树岭国家实验室）被发现，并一直在橡树岭国家实验室进行微量生产。尽管稀土元素被用于医学研究和长寿命核电池，但它的一些特性仍然难以捉摸。它以神话中的泰坦命名，泰坦将火传递给人类，其名字象征着人类的奋斗。美国国家实验室的突破性研究共同领导这项研究的ORNL科学家亚历克斯-伊万诺夫（Alex Ivanov）说："整个想法就是探索这种非常罕见的元素，以获得新的知识。意识到这是在这个国家实验室和我们工作的地方发现的，我们就觉得有义务进行这项研究，以维护 ORNL 的传统"。由 ORNL 领导的科学家团队制备了一种钷的化学复合物，从而首次在溶液中描述了钷的特性。因此，他们通过一系列细致的实验揭开了这种原子序数为 61 的极其罕见镧系元素的秘密。这项具有里程碑意义的研究于 5 月 22 日发表在《自然》杂志上，标志着稀土研究取得了重大进展，并有可能改写化学教科书。左起：亚历克斯-伊万诺夫（Alex Ivanov）、桑塔-扬松-波波娃（Santa Jansone-Popova）和伊尔亚-波波夫斯（Ilja Popovs），均来自美国国家实验室。图片来源：Carlos Jones/ORNL，美国能源部镧系元素的特性共同领导这项研究的 ORNL 的 Ilja Popovs 说："由于没有稳定的同位素，钷是最后发现的镧系元素，也是最难研究的镧系元素。大多数稀土元素都是镧系元素，即元素周期表上从57（镧）到71（镥）的元素。它们具有相似的化学性质，但大小不同。"人们对其他 14 种镧系元素都很了解。它们是具有有用特性的金属，在许多现代技术中不可或缺。它们是激光器、风力涡轮机和电动汽车中的永久磁铁、X 射线屏幕甚至抗癌药物等应用的主力军。"数以千计的关于镧系元素化学的出版物中都没有钷。这对所有科学来说都是一个明显的空白，"ORNL 的 Santa Jansone-Popova 说，她是这项研究的共同负责人。"科学家们不得不假设钷的大部分特性。现在我们可以实际测量其中的一些特性了。"左起：Richard Mayes、Frankie White、April Miller、Matt Silveira 和 Thomas Dyke。图片来源：Carlos Jones/ORNL，美国能源部独特的研究能力这项研究依赖于能源部国家实验室的独特资源和专业知识。作者利用研究反应堆、热电池和超级计算机，以及 18 位科学家在不同领域积累的知识和技能，详细描述了对溶液中钷复合物的首次观测。ORNL 的科学家将放射性钷与称为二甘醇酰胺配体的特殊有机分子结合或螯合。然后，他们利用 X 射线光谱测定了络合物的性质，包括钷与邻近原子的化学键长度这是科学界的创举，也是元素周期表中长期缺失的部分。钷非常稀有，在任何时候，地壳中自然存在的钷只有一磅左右。与其他稀土元素不同，由于钷没有稳定的同位素，因此只能获得微量的合成钷。在这项研究中，ORNL 小组生产了半衰期为 2.62 年的同位素钷-147，其数量和纯度足以研究其化学特性。ORNL 是美国唯一的钷-147 生产商。站在 ORNL 放射化学工程开发中心前的钷研究小组成员，从左至右依次为：Santanu Roy、Thomas Dyke、Ilja Popovs、Richard Mayes、Darren Driscoll、Frankie White、Alex Ivanov、April Miller、Subhamay Pramanik、Santa Jansone-Popova、Sandra Davern、Matt Silveira、Shelley VanCleve 和 Jeffrey Einkauf。资料来源：Carlos Jones/ORNL, 美国能源部值得注意的是，研究小组首次展示了整个镧系元素在溶液中的镧系收缩特征，包括原子序数为 61 的钷。镧系元素收缩是指原子序数在 57 到 71 之间的元素比预期的要小。随着这些镧系元素原子序数的增加，其离子半径也随之减小。这种收缩产生了独特的化学和电子特性，因为相同的电荷被限制在一个不断缩小的空间内。ORNL 的科学家们得到了一个清晰的钷信号，这使他们能够更好地确定整个系列的趋势形状。伊万诺夫说："从科学的角度来看，这确实令人震惊。当我们获得所有数据后，我感到非常震惊。这种化学键的收缩在原子序列中是加速的，但在钷之后，这种收缩就大大减慢了。这是了解这些元素的化学键特性及其在元素周期表中的结构变化的一个重要里程碑。"其中许多元素，如镧系元素和锕系元素的应用范围很广，从癌症诊断和治疗到可再生能源技术和用于深空探测的长寿命核电池。对技术和科学的影响扬松-波波娃表示，这一成果将减轻分离这些宝贵元素的工作难度。长期以来，研究小组一直致力于全系列镧系元素的分离，"但钷是最后一块拼图。这相当具有挑战性，"她说。"现代先进技术无法将所有这些镧系元素作为混合物使用，因为首先需要将它们分离。这就是收缩变得非常重要的地方；它基本上使我们能够分离它们，而这仍然是一项相当困难的任务。"研究小组在该项目中使用了能源部的多个主要设施。在 ORNL，钷在高通量同位素反应堆（能源部科学办公室的用户设施）合成，并在放射化学工程开发中心（多用途放射化学处理和研究设施）纯化。然后，研究小组在位于能源部布鲁克海文国家实验室的能源部科学办公室用户设施国家同步辐射光源 II 进行了 X 射线吸收光谱分析，特别是在由美国国家标准与技术研究院资助和运营的材料测量光束线工作。研究小组还在橡树岭领先计算设施（Oak Ridge Leadership Computing Facility）进行了量子化学计算和分子动力学模拟，该设施是能源部科学办公室在 ORNL 的用户设施，使用的是实验室的 Summit 超级计算机，这是当时唯一能够提供必要计算的计算资源。此外，研究人员还使用了 ORNL 科学计算和数据环境的资源。他们预计未来的计算将在 ORNL 的 Frontier 超级计算机上进行，这是世界上最强大的超级计算机，也是第一个超大规模系统，每秒能进行超过五万亿次计算。波波夫斯强调说，ORNL领导取得的成就归功于团队合作。他说，《自然》杂志论文的18位作者中的每一位都对项目至关重要。科学家们说，这项成果为研究的新时代奠定了基础。波波夫斯说："任何我们称之为现代技术奇迹的东西，都会或多或少地包含这些稀土元素。我们正在添加缺失的环节。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：