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堆肥有助于从电子垃圾中提取稀土元素

宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在使用堆肥中产生的微粒子和纳米粒子，从含有电子垃圾的水溶液中捕获稀土元素。

化学工程助理教授 Amir Sheikhi 在一份媒体声明中说:“玉米芯、木浆、棉花和番茄皮等废品最终往往被填埋或制成堆肥”。“我们希望将这些废物转化为微型或纳米级颗粒，能够从电子垃圾中提取稀土元素。”

据Sheikhi 介绍，他和同事们提出的这项技术的难点在于如何高效地将金属从垃圾中分离出来。

Sheikhi 介绍:“利用有机材料作为平台，我们创造出了功能强大的微粒子和纳米颗粒，它们可以附着在像钕这样的金属上，并将它们从周围的流体中分离出来。”“通过静电相互作用，带负电荷的微纳米级材料与带正电荷的钕离子结合，将它们分离。”

为了准备实验，研究人员和他的团队将番茄皮和玉米芯磨碎，将木浆和棉纸切成小薄片，浸泡在水中。然后他们以一种可控的方式对这些材料进行化学反应，将它们分解成三种不同的功能材料:微产品、纳米颗粒和水溶性生物聚合物。在钕溶液中加入微产品或纳米颗粒会触发分离过程，从而捕获钕样品。

科学家们在《化学工程杂志》上发表了他们的发现，他们解释，这一次改进了之前工作中展示的分离过程，从较低浓度的溶液中提取了更大尺寸的钕样本。

现在的目标是将这种分离机制延伸应用到现实中，并与感兴趣的行业合作进一步测试该流程。

Sheikhi 表示:“我们还希望调整材料的选择性，使其更倾向于其他稀土元素和贵金属，比如金和银，从而能够将这些元素从废物中分离出来。”

（Mining.com）

陕西师范大学在《自然·光子学》发表题为“稀土离子的亚50 纳秒超快上转换发光”的文章

近日，陕西师范大学物理学与信息技术学院郑海荣教授和张正龙教授带领的纳米光学团队在国际著名科研期刊《自然·光子学》（Nature Photonics）发表了题为“稀土离子的亚50 纳秒超快上转换发光”（Sub-50-ns ultrafast upconversion luminescence of a rare-earth-doped nanoparticle）的文章，文章介绍了该团队在纳米光学和稀土发光领域取得的重大突破，该成果被选为Nature Photonics 2022年9月期的封面文章。陕西师范大学校为第一且唯一通讯单位，物理学与信息技术学院光学专业硕博连读研究生陈环同学为第一作者，张正龙教授和郑海荣教授为共同通讯作者。

该项研究工作利用等离激元倾斜纳米光腔，首次将稀土离子f-f 电子跃迁的荧光发射寿命从之前报道的微秒量级压缩至50 纳秒以内，并获得了三个数量级的量子产率增强。同时，借助等离激元倾斜纳米腔的非对称结构以及手性光子局域态密度增强，发现了远场定向发射及可调手性上转换发光等新现象。

稀土离子的荧光发射被广泛应用于高品质显示、量子存储、生物成像等领域。但由于其荧光发射寿命较长（微秒到毫秒量级），限制了其众多优异性能的发挥，难以满足光互连和量子通信高频操控的需求。如何将稀土离子发光寿命压缩到与量子点及有机分子等发光材料可比拟的纳秒量级，是目前国际上稀土离子发光领域研究者努力解决的重要科学问题。

近年来，国内外许多研究者致力于压缩稀土离子发光寿命研究，但一直未能达到纳秒量级。郑海荣教授和张正龙教授团队，基于在等离激元光子学和稀土掺杂发光学方面的研究积累，设计了一种新型纳米光腔耦合稀土掺杂纳米颗粒体系，实现了将稀土离子荧光发射寿命压缩至纳秒级的重要突破。研究结果对拓展稀土掺杂发光体系在新一代纳米光子器件上的应用，推动相干单光子源、量子通信和纳米激光器的发展等具有重要作用。

（陕西师范大学）