Sm2(CO3)3 ve Nd2(CO3)3 çözebilecek derin ötektik sıvıların geliştirilmesi ve bu karbonatların elektrokimyasal aktivasyona karşı tepkisinin araştırılması
Development of deep eutectic liquids that can solve Sm2(CO3)3 and Nd2(CO3)3 and investigation of the response of these carbonates to electrochemical activation
Yazar: HACI MEHMET AYDOĞDU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH CİHANGİR
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Stratejik Hammaddeler ve İleri Teknoloji Uygulamaları Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
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.

Abstract:
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.