• 제목/요약/키워드: Neodymium(III)

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Application of Laser Induced Photoacoustic Spectroscopy in the Investigation of Interaction of Neodymium(III) with Water Soluble Synthetic Polymer

  • Tae Hyung Yoon;Hichung Moon;Seung Min Park;Joong Gill Choi;Paul Joe Chong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제14권5호
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    • pp.574-578
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    • 1993
  • Laser-induced photoacoustic spectroscopy (LIPAS), which utilizes the photothermal effect that results from nonradiative relaxation of excited state molecules, was used in the speciation analysis of the complexes of neodymium(III) and water soluble synthetic polyelectrolyte, poly methacrylic acid (PMAA), in 0.1 M $NaClO_4$ at pH of 6.0. The minimum detection limit of Nd(III) by LIPAS was $5.O{\times}10^{-6}$ M. Experiment was carried out at low concentration ratio of Nd(III) to PMAA to assure that 1 : 1 complexes predominate. The bound and free Nd(III) species were characterized by measuring nonradiative relaxation energy of the excited states $(^2GM{7/2}\;and\;^4G_{5/2})$ to the metastable state $(^4G_{3/2})$. Two species were quantified by deconvolution of the mixed spectrum using their respective reference spectra. The conditional stability constant measured by LIPAS was 5.52 L$mol^{-1}$.

디메틸술폭시드 용매중에서 거대고리리간드를 포함한 우라늄(VI)과 희토류(III) 금속 착물의 폴라로그램 (Polarograms of Uranium(VI) and Rare Earth(III) Metal Complexes with Macrocyclic Ligands in Dimethylsulfoxide Solvent)

  • 정학진;정오진;최칠남
    • 대한화학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.233-242
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    • 1988
  • 디메틸술폭시드 용매 중에서 아직 밝혀진 바 없는 불포화계 $N_2O_2$형 거대고리 리간드들을 포함한 우라늄(VI)과 네오디움(III)착물, 그리고 cryptand 222와 DBC 거대고리 리간드를 가지는 네오디움(III)과 우라늄(VI)착물에 대한 직류폴라로그래프적 거동을 조사하였다. 직류폴라로그래피에 의하여 리간드와 착물의 산화 환원성, 가역성, 환원과정에 관여하는 전자수 및 산첨가에 따른 영향 및 산화-환원전극반응의 메카니즘을 알아 보았다. 그리고 착물들의 안정도 상수와 조성비를 알아보았다. immine계 거대고리 리간드를 가지는 네오디움(III)착물의 환원파는 나타나지 않았으나, 우라늄(VI)착물은 6전자 3단계 환원파를 DBC를 가지는 우라늄(VI)착물은 2전자 2단계 환원파를, 그리고 cryptand 222와 DBC를 가지는 네오디움(III)착물은 1전자 1단계 환원파를 각각 나타내었으며 이들 착물들은 확산지배적이며 가역성은 비교적 좋았다. uranyl(II)금속 착이온의 제 1,2단계 환원파는 1전자 환원반응이며 제 3단계 환원파에서는 4전자 환원반응, 그리고 neodymium(III)착물은 1전자 1단계 환원과정을 가진다. DBC와 imine계 거대고리 리간드를 가지는 우라늄(VI)착물은 pH=7.0이상에서, cryptand 222와 DBC를 리간드로 하는 네오디움(III)착물은 pH=4.0 이상에서 안정한 착물을 형성한다. imine계 거대고리 리간드를 가지는 $UO_2\;^{2+}$착물의 안정도 상수값은 $7.008{\sim}7.273$이라는 새로운 안정도 상수값들을 얻었고 이 값들은 Odien-Ntn > Trans Otn-Ntn = Cis Otn-Ntn > Oen-Ntn 순이었다. 그리고 $UO_2(II)$-cryptand 222 및 Nd(III)-DBC 착물의 안정도 상수값은 7.614, 12.669, 4.223이었고 DBC리간드 착물에서는 $UO_2\;^{2+}$착물의 안정도 상수값이 $Nd^{3+}$의 그것보다 크며 $Nd^{3+}-cryptand\;222$ 착물의 안정도 상수가 가장 크다.

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Nd(Ⅲ)과 치환된 Benzo-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadecane (B15C5)와의 착물 형성에 관한 연구 (Complex Formation of Substituted Benzo-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadecane (B15C5) with Nd(Ⅲ))

  • 김해중;김정;김시중
    • 대한화학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.440-445
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    • 1995
  • 메탄올 용액에서 Nd(III)과 B15C5(benzo-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadecane)의 치환체들간의 착물형성에 따른 화학적 조겅비 및 온도변화에 따른 안정도상수, 열역학적 파라메타들을 분광광도법과 전기전도도법을 이용하여 결정하였다. 이때 B15C5의 치환기들은 $CH_3,\;Br\;CHO,\;NO_2$43,4-(NO_2)_2$이었다. 메탄올 용액에서 Nd(III)과 이들 리간드와의 착물의 조성비는 1:1임을 알 수 있었으며, 안정도상수는 치환기효과에 $B15C5-3,4(NO_2)2 의하여 순으로 증가함을 알 수 있었다. 또한 용매변화에 따른 안정도상수의 순위는 용매 염기도(DN)에 역비례하는데 이는 용매의 염기도, 리간드의 염기도, 금속이온의 용매화 현상 및 착물형성에 따른 엔트로피변화 등으로 설명할 수 있었다.

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Alanine and serine functionalized magnetic nano-based particles for sorption of Nd(III) and Yb(III)

  • Galhoum, Ahmed A.;Mahfouz, Mohammad G.;Atia, Asem A.;Gomaa, Nabawia A.;Abdel-Rehem, Sayed T.;Vincent, Thierry;Guibal, Eric
    • Advances in environmental research
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    • 제5권1호
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    • pp.1-18
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    • 2016
  • Magnetic nano-based sorbents have been synthesized for the recovery of two rare earth elements (REE: Nd(III) and Yb(III)). The magnetic nano-based particles are synthesized by a one-pot hydrothermal procedure involving co-precipitation under thermal conditions of Fe(III) and Fe(II) salts in the presence of chitosan. The composite magnetic/chitosan material is crosslinked with epichlorohydrin and modified by grafting alanine and serine amine-acids. These materials are tested for the binding of Nd(III) (light REE) and Yb(III) (heavy REE) through the study of pH effect, sorption isotherms, uptake kinetics, metal desorption and sorbent recycling. Sorption isotherms are well fitted by the Langmuir equation: the maximum sorption capacities range between 9 and 18 mg REE $g^{-1}$ (at pH 5). The sorption mechanism is endothermic (positive value of ${\Delta}H^{\circ}$) and contributes to increase the randomness of the system (positive value of ${\Delta}S^{\circ}$). The fast uptake kinetics can be described by the pseudo-second order rate equation: the equilibrium is reached within 4 hours of contact. The sub-micron size of sorbent particles strongly reduces the contribution of resistance to intraparticle diffusion in the control of uptake kinetics. Metal desorption using acidified thiourea solutions allows maintaining sorption efficiency for at least four successive cycles with limited loss in sorption capacity.

네오디뮴 폐자석 재활용을 위한 화학환원법을 이용한 철 나노 분말 제조 (Synthesis of Iron Nanopowder from FeCl3 Solution by Chemical Reduction Method for Recycling of Spent Neodymium Magnet)

  • 하용황;강윤지;최승훈;윤호성;안종관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.6187-6195
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    • 2012
  • 네오디뮴 폐자석 침출액으로부터 희유금속인 네오디뮴을 회수하기 위해서는 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 부가가치를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 유용자원화를 위한 기초연구로 철 나노분말 제조하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 $FeCl_3$ 용액을 철 분말 원료로, 분산제는 $Na_4O_7P_2$와 Polyvinylpyrrolidone를 이용하였고, 환원제로는 $NaBH_4$, 철 나노분말 핵생성 촉진제 시드(seed)로 염화팔라듐을 사용하였다. 제조한 철 나노분말을 XRD, 전자현미경(SEM) 및 PSA 등을 이용하여 분말의 형상 및 크기 등을 분석하였다. 철과 $NaBH_4$의 농도비가 1 : 5이며, 반응시간이 30분 이상인 경우에서 철 분말이 제조되었으며, 이때 철 분말은 구형이었으며, 입도는 약 50 nm ~ 100 nm 크기였다. 분산제 $Na_4O_7P_2$의 경우 100 mg/L에서 철이온의 제타포텐셜이 음의 값을 가지므로 100 mg/L로 일정하게 하고, PVP와 Pd의 농도를 다양하게 하였을 경우, $FeCl_3$와 PVP와 Pd의 질량비 1 : 4 및 1 : 0.001에서, 분산이 양호하고, 입도 100 nm 크기인 철 나노분말을 합성하였다.

폐네오디뮴 자석 침출용액으로부터 Slurry 환원법을 이용한 철 Nano 분말 제조 (Preparation of Iron Nano-particle by Slurry Reduction Method from Leaching Solution of Spent Nd magnet)

  • 안종관;강윤지;유혜빈;윤호성
    • 자원리싸이클링
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    • 제23권6호
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    • pp.22-29
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    • 2014
  • 네오디뮴 폐자석 침출액으로부터 희유금속인 네오디뮴을 회수하는 연구와 함께 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 부가가치를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 유용자원화를 위한 기초연구로 철 나노분말을 제조하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 $FeCl_3$ 용액을 철 분말 원료로, 분산제는 $Na_4P_2O_7$와 Polyvinylpyrrolidone를 이용하였고, 환원제로는 $NaBH_4$, 철 나노분말 핵생성 촉진제 seed로 염화팔라듐을 사용하였다. 제조한 철 나노분말을 XRD, SEM을 이용하여 분말의 형상 및 크기를 분석하였다. Fe와 $NaBH_4$의 몰 비를 1 : 5로 조절하여 철 분말을 제조하였으며, 이 때 철 분말은 구형이었으며, 입도는 약 50 ~ 100 nm 였다. 분산제 $Na_4P_2O_7$의 경우 100 mg/L에서 철 이온의 제타포텐셜이 음의 값을 가졌고, $FeCl_3$ 과 PVP와 Pd의 질량비 1 : 4 : 0.001에서 분산이 양호하고, 입도가 100 nm 인 철 나노분말을 합성하였다. 같은 반응 조건에서 폐 Nd 침출액의 Fe 이온을 pH를 조절하여 슬러리화한 후 실험을 진행한 결과, pH 9에서 구형의 철 분말을 합성할 수 있었으며, 20 L 이상의 Scale-up 공정에서는 분산제 없이 환원제로 175 nm 크기의 철 분말을 합성할 수 있었다.