Новости химической науки > Ультрафиолет позволит разделить редкоземельные металлы

Исследователи из Католического Университета Лёвена разработали метод разделения двух редкоземельных металлов – европия и иттрия, основанный не на применении различных растворителей, а на использовании ультрафиолета. Результаты их исследования открывают новые возможности для вторичной переработки флуоресцентных и энергосберегающих ламп.

Рисунок из Green Chem., 2015, 17, 2180

Европий и иттрий представляют собой два редкоземельных металла, находящих широкое применение в высокотехнологичных устройствах. Трудности добычи этих редкоземельных металлов вызывают интерес к поиску способов их рециклизации. Европий и иттрий можно извлекать из светящегося состава ламп красного света, порошка, который применяется в неоновых лампах.

В начале 2015 года химики из Лёвена разработали способ извлечения европия и иттрия из отработанных свой срок флуоресцентных ламп, основанный на применении ионных жидкостей. Данный метод может полностью рециклизовать светящийся состав из ламп и подготовить его к повторному использованию, однако для ряда практических приложений необходимо выделить из смеси иттрий и европий по отдельности.

Разделение двух редкоземельных элементов представляет собой исключительно сложный процесс. Профессор Том Ван Гервен (Tom Van Gerven) отмечает, что традиционные методы основаны на растворении европия и иттрия в водной кислоте, после чего к водному кислому раствору добавляют экстрагент, который извлекает ряд редкоземельных металлов, а ряд остается в водной фазе.

Этот процесс оставляет желать лучшего в плане эффективности разделения и чистоты получаемых препаратов – для получения высокочистого редкоземельного металла его приходится повторять десятки раз, причем даже после многих циклов экстракции в европии всегда содержатся следы иттрия и наоборот.

Ван Гервену и коллегам удалось разработать способ, позволяющий извлекать европий из жидкой смеси, применяя не экстракцию другим растворителем, а обработку ультрафиолетом, который взаимодействует с катионами редкоземельных металлов. И иттрий, и европий в жидкой среде представлены трехзарядными ионами, но при воздействии ультрафиолета на раствор трехзарядный европий переходит в ион Eu⁺², который селективно взаимодействует с сульфат-анионом, образуя нерастворимый в воде осадок EuSO₄, который может быть отделен фильтрованием.

Преимущество нового метода заключается в том, что для него не требуется использование большого количества токсичных и летучих экстрагентов, а также в высокой эффективности процесса отделения – новая процедура позволяет извлечь более чем 95% европия, который отличается 98,5% европия и содержит лишь следовые примеси иттрия, наличия которых в очищаемом металле не удается избежать и с помощью традиционных методов экстракции. Тем не менее, исследователи говорят, что для внедрения новой системы выделения европия ее еще необходимо оптимизировать.

Источник: Green Chem., 2015,17, 2180; DOI: 10.1039/C4GC02140A

метки статьи: #неорганическая химия, #фотохимия, фотокатализ, #химическая технология