在電動車、風力發電機及高效能電池日益重要的今天，稀土元素已成為科技產業不可或缺的原料。然而，稀土雖然並非地殼中極度稀少的元素，提煉與分離過程卻相當複雜，也可能產生污染。如何取得稀土，同時減少環境負擔，成為重要課題。
美國萊斯大學（Rice University）的研究團隊提出一種新方法，嘗試從工業廢水中回收稀土，讓原本需要處理的廢水，也有機會成為有價值的資源。
研究人員開發出一種具有大量微小孔洞的特殊材料，能從成分複雜的廢水中捕獲多種稀土元素。這項技術若能進一步成熟，未來有望兼顧資源回收與環境保護。研究成果發表於《ACS應用材料與介面》（ACS Applied Materials & Interfaces）期刊。
這種材料稱為「金屬有機框架」（MOFs），由金屬與有機分子組成，內部具有大量微小孔洞。這類材料也是2025年諾貝爾化學獎表彰的研究領域。研究人員透過特殊改質，讓材料更容易捕獲稀土元素。
萊斯大學土木與環境工程系講座教授李奇林（Qilin Li）表示，稀土是許多現代科技不可或缺的原料，但供應鏈仍集中在特定地區。她認為，工業廢水不應只被視為需要處理的污染來源，也可能是值得開發的資源。
從廢水中找回珍貴稀土
稀土元素具有特殊的磁性與電子特性，廣泛應用於高科技產業。例如，釹和鏑是製造高性能永久磁鐵的重要原料，可用於電動車、風力發電機及無人機；釓則可應用於磁振造影（MRI）等醫療設備。
但要從工業廢水中回收這些元素並不容易。廢水裡除了稀土，往往還含有其他金屬與雜質，增加了分離的難度。
研究團隊為了解決這個問題，開發出能優先吸附稀土的多孔材料，並選用釹、釓和鏑進行測試。簡單來說，這種材料就像一塊經過特殊設計的微型海綿，能從混合物中抓住目標元素，再將它們取出回收。
實驗結果顯示，每公克材料最多可吸附160毫克的釹、175毫克的釓，以及195毫克的鏑。其中，釹與釓的吸附能力至少是先前同類材料在相近條件下報告數值的兩倍。
研究人員也測試了廢水中常見的鐵，是否會影響回收效果。結果發現，即使鐵的濃度是稀土元素的100倍，在其中一項測試中，稀土吸附量也只下降約0.3%。這顯示材料在特定實驗條件下，仍能有效捕獲稀土，不容易受到大量鐵的干擾。
回收稀土 有助於減少資源浪費
除了捕獲稀土，研究人員也成功利用稀鹽酸，將大部分已吸附的稀土元素從材料中釋放出來，為後續回收與材料重複使用提供可能。
這項技術的潛在價值，在於將工業廢水中的稀土重新變成可利用的資源。若未來能應用於實際工業製程，就有機會減少有價值的礦物隨廢水流失，並為稀土供應增加另一種來源。
不過，研究團隊也指出，這項技術仍有改進空間，後續需要確認材料能否長期使用、反覆回收稀土，以及維持穩定的回收效率。
目前的成果仍以實驗室測試為主，距離大規模工業應用還有一段路要走。未來能否真正降低回收成本、減少污染，仍須透過更多實際測試才能確認，+。儘管如此，這項研究提供了一個值得關注的方向：工業廢水不一定只是環境負擔，也可能藏著可回收的關鍵資源。
編輯 / 羅志光
【巴西華人資訊網】
