Recovery of critical metals from dilute aqueous waste streams by adsorption on functionalized biopolymers

Promovendus/a: Joris Roosen

Promotor(en): Prof. dr. Koen Binnemans, Dr. Steven Mullens

De wereldbevolking heeft de kaap van 7 miljard overschreden en we evolueren naar een steeds meer ontwikkelde welvaartsmaatschappij. Maar onze hoge levensstandaarden hebben een enorme impact op het milieu. Aan een hoog tempo worden green-tech toepassingen ontwikkeld teneinde fossiele brandstoffen te kunnen vervangen door hernieuwbare energie, maar de hoeveelheid grondstoffen die nodig is voor deze gesofisticeerde toepassingen is immens. Almaar intensievere mijnbouwactiviteiten voor de productie van grondstoffen hebben geleid tot een situatie van grondstofschaarste. Bovendien zijn primaire afzettingen geografisch sterk gelokaliseerd, voornamelijk buiten Europa, wat geopolitieke risico's met zich meebrengt voor de binnenlandse productie. De essentiële transitie naar een koolstofarme economie kan maar verzekerd worden van zodra technologische metalen zelfvoorzienend en op een duurzame manier geproduceerd kunnen worden. Daarvoor moeten nieuwe technologieën ontwikkeld worden.

Het doel van dit doctoraat was om hoog-performante adsorbentmaterialen te ontwikkelen uit biopolymeren en om deze te onderzoeken voor de terugwinning van (kritieke) metalen uit verdunde waterige afvalstromen. Door fysische en chemische modificatie van de biopolymeerstructuur werd getracht om adsorbenten te bekomen met een hoog potentieel voor toepassing op reële industriële procesresiduen. Dit vereiste een dubbele focus tijdens het onderzoek. Enerzijds moesten de syntheseprocedures economisch, ongecompliceerd en eenvoudig op te schalen zijn. Anderzijds moesten de gefunctionaliseerde materialen een hoge capaciteit vertonen wat betreft metaalopname, scheiding en herbruikbaarheid.