中文摘要：

稀土激光晶体等功能材料需求的超高纯稀土主要采用离子交换法、萃取色层法制备，但一些特定杂质难以达到要求，且生产成本高。对于稀散昂贵的钪元素，通常与其它金属伴生，冶炼过程中进入到母液或废液，浓度极低(50-100ppm)，成分复杂，分离提取难度大，回收率低。因此，高纯稀土中微量杂质的去除、极低浓度稀土元素的富集提纯一直是稀土行业亟待解决的难题之一。分子(离子)印迹固相萃取分离是一种有效的分离提纯新方法，本项目将聚偕胺肟、聚水杨酸、聚亚胺乙酸等对Sc3+、Fe3+、Al3+具有强螯合作用的功能高分子分别接枝到硅胶微粒表面，采用自主研发的新型表面印迹方法，制备高选择性、高容量、高稳定性的表面印迹材料，研究表面印迹材料对目标离子的吸附性能、吸附机理与识别选择性，并将其用于高纯稀土氧化物中Fe3+、Al3+杂质的去除，以及极低浓度Sc元素的富集提纯的研究，为高效清洁制备高纯稀土氧化物提供一种新方法

结论摘要：

针对高纯稀土的分离、富集及提纯问题，重点开展了对金属离子（Fe3+、Al3+）及稀土离子（Sc3+）表面印迹材料的制备及性能研究工作。 1、采用逐步接枝聚合（“grafting from”）法在硅胶表面接枝大分子链并键合螯合功能团，研制了ASA-PGMA/SiO2、PSSS/SiO2、PEI/SiO2及HQP/SiO2四种硅胶接枝微粒，采用静态吸附法研究了材料的螯合吸附性能、吸附动力学和热力学。吸附服从Langmuir模型，介质环境对吸附性能有很大影响，材料性能稳定、可循环使用。 2、成功制得了Sc3+、Fe3+、Al3+的表面印迹材料IIP-PASA/SiO2、IIP-PEI/SiO2 和IIP-HQP/SiO2，并进行结构表征和相关性能研究。印迹材料对目标离子具有良好的识别选择性和结合亲和性，结合行为服从Freundlich单分子层吸附。 Fe(II)-IIP-PEI/SiO2对Fe2＋的吸附量为0.33mmol/g， kFe(III)/Ce(III)=25.6，kFe(III)/Pr(III)=20.6。Al(III)-IIP-PEI/SiO2对Al3＋的吸附量为1.99mmol/g， kAl(III)/Pr(III)=46.9，kAl(III)/Nd(III)=45.7；Sc(III)-IIP-PEI/SiO2对Sc3＋的吸附量为1.08mg/g， kSc(III)/Al(III)=4.21，kSc(III)/Fe(III)=5.73。材料具有良好的重复使用性能。 Fe(III)-IIP-PSSS/SiO2对Fe3+的吸附量为0.58mmol/g， kFe(III)/La(III)=5.77，kFe(III)/Pr(III)=5.69。解吸性能良好，可循环使用。 Fe(III)-IIP-HQP/SiO2对Fe3+的吸附量为0.08mmol/g，kFe(III)La(III) =4.02，kFe(III)/Pr(III)=3.89。解吸性能良好，可循环使用。 3、利用制备的Fe离子印迹材料和Al离子印迹聚合物进行填柱，初步建立高纯稀土分离纯化新方法—表面离子印迹固相萃取法，获得的高纯稀土氧化物 (Fe<1ppm/Al<1ppm)；利用制备的Sc印迹材料Sc(III)-IIP-PEI/SiO2进行固相萃取可以应用于赤泥酸浸液中Sc3+的有效富集回收。