Isıl işlemin bir bentonitin katyon değiştirme kapasitesi, adsorpsiyon, gözenekliliği, yüzey alanı ve yüzey asitliği gibi bazı fizikokimyasal özeliklerine etkisi
The effect of heat treatment on some of the physicochemical properties such as cation exchange capacity, adsorption, porosity, surface area and surface acidity of a bentonite
- Tez No: 233192
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜŞERREF ÖNAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 180
Özet
Bir Sungurlu/Çorum bentonitinin bazı fizikokimyasal özeliklerinin ısıl işlem sıcaklığına bağlı olarak değişimi ve bu sırada ortaya çıkan deformasyonların kinetik ve termodinamik olarak incelenmesi bu çalışmanın amacı olarak öngörülmüştür. Orijinal ve kısmen saflaştırılmış bentonit örneklerinin kimyasal analiz (KA), X-ışınları difraksiyonu (XRD), partikül boyut dağılımı (PBD) analizi, diferansiyel termal analiz (DTA), termogravimetrik analiz (TGA), Fourier transform infrared (FTIR) spektroskopisi ve katyon değiştirme kapasitesi (KDK) teknikleri ile karakterizasyonu yapılmıştır. Bentonit örneğinin kil mineralleri olarak kalsiyum simektit (CaS) ve paligorskit (P), kil dışı mineral olarak da kuars içerdiği belirlenmiştir. Saflaştırılmış bentonite 50-1150OC sıcaklıkları arasında ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlemler örnekler sabit tartıma ulaşana dek sürdürülmüştür. Değişik sıcaklıklardaki kütle azalmalarının süre ile değişimleri belirlenmiştir. Kütle azalmaları yardımıyla, belirlenen sıcaklıklar için tepkime hız sabiti (k) değerlerine ulaşılarak bu sıcaklıklar arasında gerçekleşen tepkimenin aktivasyon enerjisi (E#) hesaplanmıştır. Sabit sürede ısıl işlem sıcaklığı değiştirildiğinde ise yine kütle azalmaları belirlenerek dehidratasyon ve dehidroksilasyonun gerçekleştiği bölgeler gözlenmiştir. Dehidratasyon ve dehidroksilasyon için ? HO, ? GO ve ? SO gibi termodinamik veriler belirlenmiştir. KDK'nin ısıl işlem sıcaklığı ile değişiminden ana kil mineralinin termal bozunmasına ilişkin dehidratasyon ve dehidroksilasyon bozunma entalpileri ( ? HO), Gibbs enerjisi ( ? GO) ve entropi ( ? SO) değerleri bulunmuştur. Bulunan sonuçlar, 450OC'tan önceki bozunmanın fiziksel, sonraki bozunmanın ise kimyasal nitelikte olduğunu göstermiştir. Saflaştırılmış bentonite ait termal analiz verileri (TGA, DTA) kullanılarak Coats-Redfern yöntemi ile örneklerin dehidratasyon ve dehidroksilasyon aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Tüm örneklerin KDKleri yanında azot adsorpsiyon/desorpsiyon izotermleri ve yüzey asitlikleri (nm) belirlenmiştir. Adsorpsiyon izotermlerinden Brunauer-Emmett-Teller (BET) yöntemi ile özgül yüzey alanları (A), desorpsiyon izotermlerinden ise özgül mikro-mezogözenek hacimleri (V) belirlenmiştir. KDK, A, V ve nm niceliklerinin ısıl işlem sıcaklığıyla değişimleri tartışılmıştır. Isıl işlem sıcaklığı yükseldikçe KDK, A ve nm niceliklerinin düşme eğilimi gösterdiği, V'nin ise 800OC'a kadar zikzaklı olarak değiştiği, bu sıcaklıktan sonra ise hızla düştüğü görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, it is aimed to examine variations in the certain physicochemical properties of a Sungurlu/Çorum bentonite, depending upon the thermal treatment and also to analyse deformations kinetically and thermodinamically during this process. A bentonit sample supplied from Çorum/Sungurlu was purified. Samples of original and partially purified bentonit was characterized by chemical analysis (CA), X-ray diffraction (XRD), particle size distribution (PSD) analysis, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and cation exchange capacity techniques. It was determined that the bentonit sample includes calcium smektit (CaS) and paligorskit (P) as clay minerals and kuars as non-clay minerals. Purified bentonit was subjected to thermal treatment between 50-1150OC. Thermal treatments were carried on until the samples reached constant weighing. Variations in the mass losses depending upon time were determined in different temperatures. Values of reaction rate constant (k) were obtained for definite temperatures with the help of mass losses and then, activation energy (E#) of the reaction occured between these temperatures was calculated. When thermal treatment temperature changed at constant duration, mass losses were determined and dehydration and dehydroxylation regions were observed. Thermodynamic data such as ? HO, ? GO and ? SO for dehydration and dehydroxylation were determined. Values of dehydration and dehydroxylation decomposition/degradation enthalpies ( ? HO), Gibbs energy ( ? GO) and entrophy ( ? SO) of thermal decomposition/degradation of main clay minerals were determined as a result of change in cation exchange capacity due to thermal treatment temperature. Results showed that degradation lower than 450OC is physical and degradation higher than 450OC is chemical. By Coats-Redfern method, dehdyration and dehydroxylation reaction activation energies of samples were calculated by using thermal analysis data (TGA, DTA) belonging to purified bentonit. Nitrogen adsorption-desorption isotherms and surface acidities (nm) of all samples as well as cation exchange capacities (CEC) were determined. Specific surface areas (A) were obtained from adsorption isotherms by using Brunauer-Emmett-Teller (BET) method and specific micro-mezopore volumes (V) were obtained from desorption isotherms. Variations in the values of CEC, A, V and nm depending upon the thermal treatment were discussed. It was observed that when thermal treatment temperature increases, values of CEC, A and nm tend to decrease and V follows a zigzag changes at 800OC, after this temperature, it decreases rapidly.
Benzer Tezler
- Ordu Ünye bentonitinin aktifleştirme koşullarının yağ ağartılması açısından optimizasyonu
Optimization of activation conditions of Ordu-Unye bentonite by oil bleaching
MUSTAFA OĞUZHAN ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Kimya MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA GÜLER
PROF. DR. SERDAR S. ÇELEBİ
- The effect of dead clay contents on mechanical properties of foundry molding sands
Ölü bentonit içeriğinin döküm kalıp kumlarının mekanik özelliklerine etkisi
MEHRAN JALALI KANDELOUS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECİP ÜNLÜ
- Farklı durultma proseslerinin elma suyu üretiminde fumarik asit miktarına ve bazı kalite özelliklerine etkisi
Effect of various processes on the fumaric acid and some other properties of apple juice
ŞÜKRÜ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Gıda MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. YAHYA TÜLEK
- Murt (Myrtus communis L.) meyve suyu üretim koşullarının optimizasyonu, prosesin biyoaktif bileşikler ve in-vitro sindirilebilirliği üzerine etkilerinin araştırılması
Optimization of myrtus (Myrtus communis L.) fruit juice production conditions, investigation of the effects of the process on bioactive compounds and in-vitro digestibility
FIRAT ÇINAR
Doktora
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH AKSAY
- Investigation of the inhibition characteristics of different polyamines under several temperature and shale contamination conditions in drilling fluids
Sondaj akışkanlarında farklı sıcaklıklarda ve şeyl kirlenmesi şartlarında farklı poliaminlerin şeyl inhibitör özelliklerinin incelenmesi
BERFİN ÇIRA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YILDIRAY PALABIYIK
DOÇ. DR. MUSTAFA HAKAN ÖZYURTKAN