Nadir toprak elementleri lityum ve seryum'un karboksimetil-selüloz bazlı kompozit hidrojeller ile adsorpsiyonu

Abstract

Güneş enerjisi pillerinin giderek yaygınlaşması ve elektronik sektöründe yarı iletken olarak kullanılan elementlerden olan lityum ve seryum nadir toprak elementlerinin geri kazanımı ve kullanımı teknolojik ilerlemeler ve önem kazanmıştır. Mühendislik nanaopartükülleri arasında yer alan NTE'lerin çevre ortamlarında, güneş ışığı altında oldukça reaktif ve fizikokimyasal olarak dinamik bir hale geldiği ve çevrede risk oluşturduğu bilinmektedir. Dolayısıyla bu çalışmada, ucuz, kararlı ve biyolojik ürün olarak tanımlanan ve pek çok metalin gideriminde kullanılmış olan karboksimetil bazlı hidrojel kompozitler ile adsorpsiyonu ile geri kazanılabilme kapasitesinin araştırılması amaçlanmıştır. Hazırlanan sentetik seryum ve lityum çözeltilerden adsorpsiyon ve desorpsiyon prosesleri ile seryum ve lityumun geri kazanımları hedeflenmiştir. Seryum adsorpsiyon calışmalarında verimli sonuçlar alınmış olup, Lityum adsorpsiyon çalışmalarında hedeflenen sonuçlar alınamamıştır. Hazırlanan S1 hidrojel için seryum adsorpsiyon verimleri hesaplanarak izoterm modelleri değerlendirilmiştir. Desorpsiyon ile geri kazanılan seryum'un tekrar adsorpsiyon ve geri kazanım verimleri çıkarılmıştır. Bu deneysel çalışmalar sonucunda seryum adsorpsiyonu %87 verimlere ulaşılırken desorpsiyon deneylerinde %100 verim elde edilmiştir.

Technological advances in the recovery and use of lithium and cerium rare earth elements, which are elements used as semiconductors in the electronics sector, have gained importance. It is known that rare earth elements, which are among the engineering nanoparticles, become highly reactive and physicochemically dynamic in environmental environments, under sunlight, and pose a risk to the environment. Therefore, in this study, it was aimed to investigate the recovery capacity by adsorption with carboksi-metil-celüloz (CMC)- based hydrogel composites, which are defined as cheap, stable and biological products and used in the removal of many metals. In this study, cerium and lithium solutions were prepared in distilled water. Adsorption and desorptive recovery of them were targeted from aqveous solutions. Cerium has been well recovered during adsorption-desorption while adsorption lithium was weak. Adsorption efficiency of cerium (III) was calculated four the S1 hydrogel and isotherm models were derived. As a result, adsorption efficency of cerium reached a %87, and a %100 of adsorloed cerium could be recovered by desorption.