Sm2(CO3)3 ve Nd2(CO3)3 çözebilecek derin ötektik sıvıların geliştirilmesi ve bu karbonatların elektrokimyasal aktivasyona karşı tepkisinin araştırılması

Bu tez çalışmasında, nadir toprak karbonatlarının liç işlemi için uygun derin ötektik çözücüler belirlenmiştir. Viskozite ve iletkenlik ölçümleri gibi fiziksel özellikler gerçekleştirilmiştir. Deneylerde kullanılacak olan DES'lerin elektrokimyasal davranışı hakkında bilgi elde etmek için Dönüşümlü Voltametri (CV) ve Kronoamperometri (CA) teknikleri uygulanmıştır. TGA analizi, nadir toprak elementleri karbonatı içinde yaklaşık %10 hidrat gösterdi. Çıplak DES'lerin kararlı potansiyel aralıkları ve karbonatların ayrışmaya başladığı potansiyeller, mikro elektrota uygulanan CV ve CA teknikleri ile belirlenmiştir. Platin elektrot üzerinde ayrışan Nd ve Sm karbonat hidrat tozunun kimyasal bileşimini belirlemek için SEM-EDS ve XRD analizleri yapıldı. Sonuç olarak, nadir toprak elementi karbonat hidratların nadir toprak elementi oksitlerine dönüştüğü gözlemlendi. Elektrokatalitik aktivasyonun etkisini doğrulamak için, karbonatların liç etkinliği ilk olarak çıplak DES solventlerinde 55±5 oC'de 24 saat boyunca potansiyel uygulanmadan gerçekleştirildi. Daha sonra aynı deneysel liç düzeneği 6 saat boyunca elektrokatalitik aktivasyon ile çalıştırıldı. ICP-MS, çözünmüş nadir toprak elementleri için kullanıldı. Uygulanan pals teknikleri ve elektrokatalitik aktivasyon ile liç verimliliği %100'den fazla arttırılmıştır.

In this thesis, suitable deep eutectic solvents for the leaching process of rare earth carbonates were determined. Physical properties, such as viscosity and conductivity measurements, were performed. Cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) techniques were applied to get information about the electrochemical behavior of DESs. TGA analysis showed approximately 10% hydrate in the rare earth elements carbonate. The stable potential ranges of bare DESs, and the potentials that carbonate decomposes, were determined via CV and CA techniques applied to the microelectrode. SEM-EDS and XRD analyzes were performed to determine the chemical composition of decomposed Nd and Sm carbonate hydrate powder on the platinum electrode. As a result, it was observed that the rare earth element carbonate hydrates were converted into rare earth element oxides. In order to confirm the effect of electrocatalytic activation, the leaching efficiency of carbonates was first implemented in bare DES solvents at 55±5 oC for 24 hours with no applied potential. Then the same experimental leaching setup was operated with electrocatalytic activation for 6h. ICP-MS was employed for dissolved rare earth elements. The leaching efficiency was increased by over 100% with applied pulse techniques and electrocatalytic activation.