Forscher des Oak Ridge National Laboratory haben sich mit Molekülen befasst, die zur Gewinnung kritischer Materialien durch Flüssig-Flüssig-Extraktion oder LLE entwickelt wurden – eine Methode, die von der Industrie verwendet wird, um chemisch ähnliche Elemente zu trennen.
Das Team hatte zuvor einen neuartigen Liganden entwickeltoder Kollektormolekül, um ausgewählte Lanthanide aus Seltenerd-Minerallösungen zu greifen.
Lanthanide sind Seltenerdmetalle, die für Energie- und nationale Sicherheitstechnologien für Magnete, Elektronik und Katalysatoren von entscheidender Bedeutung sind. Sie kommen natürlich zusammen in mineralischen Erzlagerstätten vor, aber ihre chemischen Ähnlichkeiten erschweren die Trennung einzelner Elemente. LLE-Methoden nutzen selbsttrennende Flüssigkeiten wie Öl und Wasser, um ein Zielmaterial zu isolieren. Ein Beispiel ist die Trennung von leichten und schweren Lanthaniden. Die neue Studie beschreibt, wie sich der Prozess entfaltet, und stellt fest, dass sich ein unerwarteter T-förmiger Cluster um Zielmetalle bildet, der wie ein Magnet wirkt, um größere Aggregate zu bilden.
„Diese Details auf atomarer Ebene sind schwer zu beobachten und könnten uns dabei helfen, zukünftige Strategien zur Trennung seltener Erden zu verbessern“, sagte Alex Ivanov vom ORNL.
Die Forschung ist veröffentlicht in Das Journal of Physical Chemistry Letters.
Mehr Informationen:
Darren M. Driscoll et al, Nichtkoordinierende Sekundärsphärenionen modulieren die supramolekulare Clusterbildung von Lanthaniden, Das Journal of Physical Chemistry Letters (2022). DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c03423