Ηλεκτροχημική Μέθοδος Παραγωγής Σκανδίου από διαλύματα ιοντικών υγρών

Τσαουσντέλο, Μπεσιάν

dc.contributor.author	Τσαουσντέλο, Μπεσιάν	el
dc.date.accessioned	2020-04-14T15:57:54Z
dc.date.available	2020-04-14T15:57:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50163
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17861
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ηλεκτρόλυση	el
dc.subject	Ηλεκτρανάκτηση	el
dc.subject	Σκάνδιο	el
dc.subject	Ιοντικά Υγρά	el
dc.subject	Οργανικοί Διαλύτες	el
dc.subject	Electrolisis	en
dc.subject	Electrodeposition	en
dc.subject	Scandium	en
dc.subject	Ionic Liquids	en
dc.subject	Organic Solvents	en
dc.title	Ηλεκτροχημική Μέθοδος Παραγωγής Σκανδίου από διαλύματα ιοντικών υγρών	el
dc.contributor.department	Εργαστήριο Μεταλλουργίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλουργία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-15
heal.abstract	Η παρούσα Διπλωματική Εργασία αποτελεί συνέχεια μιας νέας, καινοτόμου μεθόδου παραγωγής σκανδίου, η οποία βασίζεται στην ηλεκτρόλυση του διαλύματος που σχηματίζεται από την διάλυση άλατος του σκανδίου (ScCl3) στο ιοντικό υγρό 1-Butyl-1-Methylpyrrolidinium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BMPTFSI). Κύριος στόχος της Διπλωματικής Εργασίας είναι η βελτίωση των ιδιοτήτων του ιοντικού υγρού προκειμένου να πραγματοποιηθεί ανάκτηση του σκανδίου, ενός δραστικού μετάλλου, από μη υδατικά διαλύματα, σε συνθήκες περιβάλλοντος και χαμηλής θερμοκρασίας. Για να πραγματοποιηθεί αυτό εξετάστηκε πώς η προσθήκη δύο διαφορετικών οργανικών διαλυτών, Διμεθυλικό σουλφοξείδιο (DMSO) και Διμεθυλαιθέρας της τετρααιθυλενογλυκόλης (Tetraglyme - TEGDME – G4), επηρεάζει τις ιδιότητες του ιοντικού υγρού και την διαλυτότητα του χλωριούχου σκανδίου σε αυτό. Αρχικά εξετάστηκε η αναμιξιμότητα των οργανικών διαλυτών με το ιοντικό υγρό και στη συνέχεια έγιναν μετρήσεις αγωγιμότητας και ιξώδους των διαλυμάτων σε διάφορες θερμοκρασίες και αναλογίες. Η βέλτιστη αναλογία οργανικού διαλύτη προς ιοντικό υγρό βρέθηκε ότι είναι η 1:2, ενώ ως θερμοκρασία, ώστε να πραγματοποιηθεί η ηλεκτρόλυση, επιλέχθηκαν οι 50 oC. Προκειμένου να αξιολογηθεί η διαλυτότητα του χλωριούχου σκανδίου στα διαλύματα οργανικού διαλύτη – ιοντικού υγρού, πραγματοποιήθηκε χημική ανάλυση και βρέθηκε ότι η διαλυτότητα μειώνεται σε σχέση με τη διαλυτότητα στο ιοντικό υγρό. Στη συνέχεια εξετάστηκε η ηλεκτροχημική συμπεριφορά του ιοντικού υγρού, των δύο οργανικών διαλυτών, των διαλυμάτων οργανικού διαλύτη – ιοντικού υγρού και των διαλυμάτων οργανικού διαλύτη – ιοντικού υγρού – χλωριούχου σκανδίου με την μέθοδο της κυκλικής βολταμετρίας. Το πειραματικό μέρος ολοκληρώθηκε με την πραγματοποίηση του πειράματος ηλεκτρόλυσης των διαλυμάτων DMSO – BMPTFSI – ScCl3 και TEGDME – BMPTFSI – ScCl3 και τέλος έλαβε χώρα σχολιασμός των αποτελεσμάτων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, η ανάκτηση του σκανδίου είναι εφικτή από διαλύματα ιοντικών υγρών με ηλεκτροχημική μέθοδο. Η προσθήκη οργανικού διαλύτη, είτε DMSO είτε TEGDME, βελτιώνει τις ιδιότητες του ιοντικού υγρού όσον αφορά το ιξώδες και την αγωγιμότητα. Παρόλα αυτά, η απόθεση του σκανδίου συμπεριλάμβανε επιμολύνσεις από το κατιόν του ιοντικού υγρού, με αποτέλεσμα να μη γίνεται ανάκτηση καθαρού σκανδίου.	el
heal.abstract	This current Diploma Thesis is a continuation of a new, innovative scandium production method, based on the electrolysis of the solution formed by the scandium salt (ScCl3) dissolution within ionic liquid 1-Butyl-1-Methylpyrrolidinium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (BMPTFSI). The main objective of this Diploma Thesis is to improve the properties of the ionic liquid in order to recover scandium, an active metal, from non-aqueous solutions, under ambient and low temperature conditions. For this to be accomplished, it was examined how the addition of two different organic solvents, Dimethyl sulfoxide (DMSO) και Tetraethylene glycol dimethyl ether (Tetraglyme - TEGDME – G4), affects the properties of the ionic liquid and the solubility of the scandium chloride therein. First of all, it was examined the miscibility of the organic solvents with the ionic liquid and then conductivity and viscosity measurements of the solutions were made at various temperatures and ratios. The optimal ratio of organic solvent to ionic liquid was found to be 1:2, while temperature to which electrolysis should take place was determined to be 50 °C. In order to evaluate the solubility of the scandium chloride in the organic solvent - ionic liquid solutions, a chemical analysis was performed and it was found that the solubility was reduced relatively to the solubility in the ionic liquid. Subsequently, the electrochemical behavior of the ionic liquid, the two organic solvents, the organic solvent - ionic liquid solutions and the organic solvent – ionic liquid - scandium chloride solutions was examined by the method of cyclic voltammetry. The experimental part was completed by carrying out the electrolysis test of the DMSO - BMPTFSI - ScCl3 and TEGDME - BMPTFSI - ScCl3 solutions and finally the results were discussed. According to the results of the research, the recovery of the scandium is possible from solutions of ionic liquids by electrochemical method. The addition of an organic solvent, either DMSO or TEGDME, improves the properties of the ionic fluid in terms of viscosity and conductivity. However, deposition of the scandium involved transfections from the ionic fluid cation, resulting in recovery of impure scandium.	en
heal.advisorName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Παπασιώπη, Νυμφοδώρα	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	68
heal.fullTextAvailability	true