Nadir toprak elementlerinin ayrılmasında kullanılacak iyonik sıvı sentezi ve geliştirilen iyonojellerin kullanılabilirliğinin incelenmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SAHRA DANDIL

Danışman: ÇAĞLAYAN AÇIKGÖZ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Tez çalışması kapsamında malonamit ile fonksiyonelleştirilmiş bir iyonik sıvı ([MAL][NTf2]) sentezlendi. İyonik sıvının sentezi dört aşamada gerçekleştirildi ve yapısı NMR, FTIR ve HRMS analizleri ile aydınlatıldı. Çalışmaların ilk kısmında, sentezlenen iyonik sıvı kullanılarak Nd, Dy, Eu, La, Lu, Y ve Yb NTE'lerinin, Ba, Mg, Al, Fe, Ni ve Co metallerinin, yeşil, mavi ve kırmızı fosforların ve Nd/Dy ve Eu/Zn karışımlarının asidik ortamda sıvı - sıvı ekstraksiyonları gerçekleştirildi. Ekstraksiyon çalışmaları pH'a bağlı olarak sürdürüldü ve metal konsantrasyonları ICP analizi ile belirlendi. Daha sonra sentezlenen iyonik sıvıya katı bir form kazandırmak amacıyla; iyonik sıvı bir silika kaynağı (TMOS, TEOS, MTMS) ve hem çözücü hem de katalizör olarak kullanılan formik asit ile iyonojel haline getirildi. İyonojel oluşumu için silika kaynağı cinsi, bileşenlerin molar oranları, jelleşme zamanı ve yaşlandırma zamanı gibi sistem parametreleri incelendi. İyonojeller BET, SEM, TEM, FTIR, Raman, TGA, XRD, UV-Vis, CHN-S analizleri ve sertlik testi ile karakterize edildi. Son olarak, elde edilen iyonojellerin endüstriyel olarak büyük öneme sahip Eu/Zn karışımlarının ayrımında membran olarak kullanılabilirliği test edildi. Membran sistem çalışmalarında kullanılmak üzere bir cam difüzyon hücresi tasarlandı ve ayrımın gerçekleşebilmesi için sistem parametreleri çalışıldı. Elde edilen sonuçlara göre; malonamit ile fonksiyonelleştirilmiş iyonik sıvının La(III), Dy(III), Yb(III) ve Lu(III) ayrımında sırasıyla % 71, % 92, % 79 ve % 88 oranında yüksek ekstraksiyon yüzdeleri verdiği ve nadir toprak elementleri için seçicilik gösterdiği belirlendi. Kararlı iyonojeller TEOS: formik asit molar oranı 1 : 8, jelleşme zamanı 96 saat ve yaşlandırma zamanı 8 gün için elde edildi. Sentezlenen iyonojellerin geniş yüzey alanı, gözenekli yapı, termal kararlılık ve amorf yapı gösterdiği belirlendi. Membran sistem çalışmalarında besleme fazı olarak 1 M HCl içinde bulunan Eu/Zn karışımı için alıcı faz olarak 0,1 M Na2CO3 kullanıldığında, % 24 oranında Zn(II)'nin alıcı faza geçerek Eu(III)'ten ayrılabildiği tespit edildi. Günümüzde birçok farklı alanda yaygın bir şekilde kullanılan NTE'lerin ayrımında, sentezlenen iyonik sıvı ve geliştirilen iyonojellerin kullanılabilirliği yeşil kimya alanında oldukça önemli ve umut vericidir.