Seryum’ un pomza bazlı inorganik ve organik kompozitler ile adsorpsiyonu

Abstract

Yeni teknolojik gelişmeler ile Teknoloji Kritik Elementler (TKE)’ler çok önemli ticari anlam kazanmıştır. Kullanım alanlarının başında güneş pilleri ve elektronik sektörü sayılabilmektedir.Bu tez çalışması kapsamında Nadir Toprak Elementlerinden Seryum ’un (Ce) pomza bazlı inorganik ve organik kompozitler ile adsorpsiyonu ve desorpsiyonun prosesi ile geri kazanımı incelenmiştir. Organik kompozitler olarak, yaygın olarak kullanılan poliakrilamid hidrojeller sentezlenmiştir. Şişme ve difüzyon hesapları ile en iyi sonucu veren pomza kaplı poliakrilamid jel ile adsorpsiyon çalışmaları yürütülüp optimum koşullar belirlenmiştir. Manyetik pomza ve poliakrilamid-pomza hidrojeli ile Ce adsorpsiyon verimleri hesaplanarak adsorpsiyon izoterm modelleri çıkarılmıştır. Desorpsiyon ile geri kazanılan seryum ’un aynı kompoziteler ile tekrar adsorpsiyon ve geri kazanım verimleri belirlenmiştir. Buna göre, seryum yüksek oranda adsorpsiyon (>95%) ile giderilirken optimize edilmiş şartlarda desorpsiyonun da yüksek verimle (>%70) ile sağlanabilmektedir. Ancak, 3. geri kazanma sonrası desorpsiyon %40’ın altına inmiştir.

Technology Critical Elements (TCEs) have gained a high commercial importance in our daily life. They are in intensive use in the sectors of solar panels and many electronical devices. In this thesis, adsorption and recovery by desorption process of cerium (one of rare earth elements) using pumice based inorganic and organic composites have been investigated. Polyacrylamid organic hydrogels have been synthesized. According to high performance of swelling and diffusions calculated for each hydrogel, adsorption and desorption studies were performed with pumice embedded-polyacrylamide hydrogel that yielded the best performance. Accordingly, adsorption studies were conducted using magnetic pumice and pumice-polyacrylamide composites to obtain adsorption isotherms. Desorption process was optimized for the composites and after recovery process by desorption, removal of cerium by adsorption and sequential desopriton was investigated too. The results showed that cerium was removed at the highest rate (>95%) by adsorption while desorption could be achieved at around 70%. After recycling and reuse the composites the adsorption, in particular desorption efficiency decreased below 40% for polyamide hydrogel after 3. recycling.