Electrochemical Recovery and Behaviors of Rare Earth (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb) Ions on Ni Sheets

Abstract

The electrochemical behaviors of rare earth (RE) ions have extensively been studied because of their high potential applications to the reprocessing of used nuclear fuels and RE-containing materials. In the present study, we fully investigated the electrochemical behaviors of RE(III) (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb) ions over a Ni sheet electrode in 0.1 M NaClO4 electrolyte solution by cyclic voltammetry between +0.5 and −1.5 V (vs. Ag/AgCl). Amperometry electrodeposition experiments were performed between −1.2 and −0.9 V to recover RE elements over the Ni sheet. The successfully RE-recovered Ni sheets were fully characterized by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and photoluminescence spectroscopy. The newly reported recovery data for RE(III) ions over a metal electrode provide valuable information on the development of the treatment methods of RE elements.

Electrochemistry, Electrodeposition, and Photoluminescence of Eu (III)/Lanthanides (III) on Terpyridine-Functionalized Ti Nanospikes

“…S1 and Figure S2, respectively. In a blank 0.1 M NaClO 4 electrolyte, the CV profile (dotted gray line) between +0.5 V and −1.8 V (vs. Ag/AgCl) showed no meaningful redox peaks, except a sharp current increase (starting from −0.8 V during the negative-going scan) due to the hydrogen evolution reaction [21][22][23]. Upon addition of Ln (III) ions, the CV profile became meaningfully changed and a new curvature appeared between −0.9 V and −1.5 V. In 5 mM Eu (III) + 5 mM La (III)/0.1 M NaClO 4 electrolyte (Figure 1a), a curvature (or a CV peak) appeared around −1.25 V (vs. Ag/AgCl).…”

“…The Ln elements have very unique and similar physicochemical properties because of electronic configurations in 4f-block in the periodic table. To achieve better roles of Ln elements, the studies on Ln elements include Ln coordination chemistry, electrochemical Ln redox reactions, luminescent materials, and selective recovery (for recycling of precious elements) by electrodeposition [11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. Bejan et al synthesized three-dimensional Ln-organic frameworks of [LnL (H 2 O) 2 ] n •DMF•yH 2 O with a surface area of about 400 m 2 /g by the solvothermal method and demonstrated as a catalyst in acylation reaction of 2-naphthol with acetic anhydride [11].…”

“…They also applied the spheres to in vitro cell imaging. Joo et al have demonstrated electrodeposition of Ln elements on diverse electrodes such as carbon, Ni, and porous Si, and showed that Ln elements were successfully recovered on the electrodes [21][22][23].…”

Thu hồi hợp chất đất hiếm từ nam châm NdFeB của ổ cứng máy tính thải và thăm dò khả năng ức chế ăn mòn đối với hợp kim nhôm

“…Các nguyên tố đất hiếm có tầm quan trọng lớn trong ngành công nghiệp hiện đại để sản xuất các vật liệu chức năng khác nhau trong thiết bị điện, điện tử như nam châm vĩnh cửu, pin sạc, chất xúc tác, đèn huỳnh quang… vì các đặc tính từ tính và điện tử độc đáo của chúng [1][2][3]. Ngoài ra, hợp chất muối kim loại đất hiếm còn được thấy có khả năng ức chế ăn mòn tốt cho một số kim loại và hợp kim trong môi trường xâm thực mạnh [4][5][6][7].…”

“…Tại Việt Nam, việc nghiên cứu tinh chế đất hiếm hầu hết được thực hiện trong lĩnh vực khai thác khoáng sản, thu hồi từ các nguồn bã thải sau quá trình tuyển quặng, chế thành các sản phẩm phụ như phân bón hay các nghiên cứu cơ bản từ tinh quặng. Nghiên cứu thu hồi đất hiếm trong thiết bị điện tử thải, cụ thể là từ nam châm ổ cứng máy tính thải và ứng dụng sản phẩm thu hồi đó ít được để cập [2,14,15]. Một số nghiên cứu trước đây cho thấy, muối clorua và nitrat của kim loại đất hiếm như ceri (Ce), lantan (La), neodymium (Nd) và praseodymium (Pr) hoặc hỗn hợp giữa chúng có khả năng ức chế ăn mòn cho hợp kim nhôm trong môi trường NaCl [4,6].…”