Synthesis and characterization of clay-supported nanoparticles of zero-valent iron and its application for the removal of aqueous Co2+ and Cu2+ ions
Kil destekli sıfır değerlikli demir nanotaneciklerinin sentezi, karakterizasyonu ve sudaki Co2+ ve Cu2+ iyonlarının uzaklaştırılması amaçlı uygulamas
- Tez No: 177063
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TALAL SHAHWAN, PROF. DR. AHMET E. EROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Geçirgen reaktif bariyer teknolojisi son yıllarda yüzey ve yeraltı sularındaki toksik iyonların uzaklaştırılmasında kullanılan geleneksel yöntemlere alternatif olarak geliştirilip kullanılmaktadır. Sıfır değerlikli demir, bir çok toksik iyonu tutma/indirgeme kapasitesinden dolayı, geçirgen bariyerler için ideal bir reaktif maddedir. Sıfır değerlikli demir nano boyutlarda sentezlenirse daha geniş yüzey alanına ve etkiye sahip olur.Bu çalışmada, nanoboyutlu (10-100nm) demir parçacıklarının sentezi, atmosferik koşullarda, etanol içinde borhidrür indirgemesiyle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen taneciklerin temel olarak sıfır-değerlikli demirden oluştuğu ve bu formunu büyük ölçüde haftalarca koruduğu gözlenmiştir. Etkisinin ve kullanılabilirliğinin artırılması amacıyla, sıfır değerlikli demir nanotnacikleri (SDDN), kaolinit veya montmorillonit destekli olarak sentezlenip, XRD, SEM, TEM, EELS, XPS, Zetametre, BET-N2 yüzey alanı metotları kullanılarak karakterize edilmiştir. Demir nanotaneciklerinin sıfır-değerlikli çekirdek ile 3-5 nm kalınlığında demir oksit kabuğundan oluştuğu gözlenmiştir. Destek maddesi olarak killerin kullanılması normalde zincirsi yapılar oluşturan demir nanotaneciklerinin kısmen dağılmasını sağlamıştır. Desteksiz SDDN 20-80 nm kalınlığında zincirsi yapılar oluştururken, kil-destekli SDDN'nin çoğunlukla 10-50 nm çapında ayrı kürecikler halinde bulunduğu gözlenmişir.Sentezlenen maddeler Co2+ ve Cu2+ iyonlarının sudan arındırılmasında kullanılmış, maddelerin bu iyonlara karşı yüksek ve kinetik olarak hızlı tutma kapasitesine sahip olduğu gözlenmiştir. Co2+ demir yüzeyindeki oksohidroksil gruplarına tutunurken, Cu2+ indirgenme-yükseltgenmeye dayalı olarak Cu2O ve Cu0 formlarına dönüşmüştür. Bu sonuçlara göre kaolinit- ve montmorillonit-destekli demir nanotanecikleri çevre uygulamalarında önemli bir rol oynamaya adaydır.
Özet (Çeviri)
In recent years Permeable Reactive Barriers (PRBs) are being developed and used in the removal of organic and inorganic pollutants from surface water and groundwater. Zero-valent iron is viewed as an ideal reactive material for PRBs by means of its high sorption/reduction capacity towards various toxic ions. Zero-valent iron synthesized in nanoscale has a greater affinity to reduce/adsorb various toxic aqueous ions by virtue of its large surface area.In this work, nanoscaled (10-100nm) zero-valent iron (nZVI) was synthesized in ethanol by borohydride reduction method in atmospheric conditions. It was observed that iron nanoparticles are mainly in zero-valent oxidation state and that they remain without significant oxidation for weeks. To enhance its effect and usability, nZVI was supported by kaolinite and montmorillonite during synthesis. Characterization of those clay-supported nZVI was performed using XRD, SEM, TEM, EELS, XPS, Zeta Meter, BET-N2. Iron nanoparticles consist of a zero-valent core and a surrounding oxide shell with approximate thickness of 3-5 nm. The application of clays as support materials have led to a partial decrease in the aggregation of iron nanoparticles known to normally form chain-like structure. The diameter of unsupported iron nanoparticles was predominently within the range 20-80 nm, while clay-supported iron nanoparticles existing as dispersed nano spheres had particle diameters within 10-50 nm.The synthesized materials were applied as adsorbents for Co2+ and Cu2+ ions. According to the results , unsupported and clay-supported nZVI has a great capacity to immobilize Co2+ and Cu2+ ions with very fast kinetics. While Co2+ seems to be fixed via the oxohydroxyl groups on the surface of iron nanoparticles, Cu2+ was fixed by a redox mechanism that lead to formation of Cu2O and Cu0. The performed studies indicate that kaolinite- and montmorillonite-supported zero-valent iron nanoparticles are promising reactive materials for environmental applications.
Benzer Tezler
- Sıcaklık ve pH'ya duyarlı poliakrilik asit/pluronik içiçe geçmiş ağ yapıların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of ph and temperature sensitive polyacrylic acid/pluronics F127 based interpenetrating hydrogels
TUBA BAŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. GÜLAÇTI TOPÇU
PROF. DR. OĞUZ OKAY
- Polimer-nanopartikül hibrit malzemelerin sentezi, karakterizasyonu ve hidrojen üretiminde katalizör olarak kullanılması
Synthesis of polymer-nanoparticle hybrid materials, characterization and use as catalyst for hydrogen production
ÜMİT ECER
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEKİN ŞAHAN
DOÇ. DR. ADEM ZENGİN
- Metal yüklenmiş mezogözenekli silika sütunlu kil yeni nesil katalizörlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of metal loaded new generation meso porous silica pillared catalyst
BURCU YETER DİNÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SUNA BALCI
- Farklı montmorillonit tipi killer kullanılarak polianilin nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polyaniline nanocomposites by using different types of montmorillonite clay
SAKİNE KARAGÖZ KAPLANER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KIZIL
- Synthesis and characterization of sepiolite-based geopolymers
Sepiyolit bazlı jeopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
GÖKSU ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. SEZEN SOYER UZUN