项目简介：

稀土是不可再生的重要战略资源，高纯度稀土元素是发展工业和国防的关键原料，被称为“工业味精”。但由于稀土元素之间的物化性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，同时稀土精矿分解时会产生较多杂质元素，使其分离提纯极为困难。目前稀土分离方法繁冗耗时，还会产生大量的污染。因此，亟需发展稀土元素高选择分离技术，实现稀土元素的精准分离，为我国稀土战略资源的高质化利用提供强力支撑。 多孔石墨烯作为一种重要的石墨烯衍生物，不仅具有石墨烯本身的优异性质，而且相比完美晶格的石墨烯表面，孔的引入可以产生许多独特的性质，比如：开放的能带间隙、较大的实际比表面积、坚韧的机械强度、优异的传质能力等。本团队率先利用水滑层不完全覆盖氧化石墨烯部分燃烧策略，开发了一种简单、快速、高效、低成本制备多孔石墨烯的新方法，并进一步发展了层间限域一步燃烧法制备不同元素掺杂多孔石墨烯，可实现多孔石墨烯结构和性能精确调控。利用这种技术，发展了系列稀土高选择性分离新材料。如制备了对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜，可实现强酸条件下稀土元素的选择性分离，最高膜分离因子达到3.7。此外，利用固相合成策略，在纳孔石墨烯孔道和层间原位绿色合成具有可控结构的MOF，进而得到一类新型纳孔石墨烯/MOF复合材料。该材料非常适合于水溶液中稀土离子的选择性固相吸附分离，对Ce/Lu的分离因子可达到10000以上（如图2），远超文献报道。该复合材料制备技术简单，成本低，容易实现产业化，可用于高纯稀土的制备。

技术/产品创新性：

稀土是不可再生的重要战略资源，高纯度稀土元素是发展工业和国防的关键原料，被称为“工业味精”。但由于稀土元素之间的物化性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，同时稀土精矿分解时会产生较多杂质元素，使其分离提纯极为困难。目前稀土分离方法繁冗耗时，还会产生大量的污染。因此，亟需发展稀土元素高选择分离技术，实现稀土元素的精准分离，为我国稀土战略资源的高质化利用提供强力支撑。 多孔石墨烯作为一种重要的石墨烯衍生物，不仅具有石墨烯本身的优异性质，而且相比完美晶格的石墨烯表面，孔的引入可以产生许多独特的性质，比如：开放的能带间隙、较大的实际比表面积、坚韧的机械强度、优异的传质能力等。本团队率先利用水滑层不完全覆盖氧化石墨烯部分燃烧策略，开发了一种简单、快速、高效、低成本制备多孔石墨烯的新方法，并进一步发展了层间限域一步燃烧法制备不同元素掺杂多孔石墨烯，可实现多孔石墨烯结构和性能精确调控。利用这种技术，发展了系列稀土高选择性分离新材料。如制备了对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜，可实现强酸条件下稀土元素的选择性分离，最高膜分离因子达到3.7。此外，利用固相合成策略，在纳孔石墨烯孔道和层间原位绿色合成具有可控结构的MOF，进而得到一类新型纳孔石墨烯/MOF复合材料。该材料非常适合于水溶液中稀土离子的选择性固相吸附分离，对Ce/Lu的分离因子可达到10000以上（如图2），远超文献报道。该复合材料制备技术简单，成本低，容易实现产业化，可用于高纯稀土的制备。

知识产权情况：

行业情况：

市场情况：

项目团队情况：