Production of nano CaCO3 by carbonization route
Karbonizasyon yöntemi ile nano CaCO3 üretimi
- Tez No: 299190
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. EKREM ÖZDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Science and Technology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 204
Özet
Kalsiyum karbonat (CaCO3) doğada en fazla miktarda bulunan minerallerden biridir. Üretim maliyetlerini düşürmek ve kompozit malzemelerin bazı mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla dolgu malzemesi olarak çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ticari olarak piyasada satılan kalsit granül formda, mikron boyutlarında ve homojen olmayan boyut dağılımında olduğu için, istenen özelliklerde kalsit üretebilmek sadece yeniden kristalizasyon metodlarıyla elde edilebilmektedir. Ancak, kristalizasyon bir iyonik reaksiyon olduğundan, nano boyutta, aynı boyut dağılımında ve değişik morfolojilerde kalsit elde edebilmek için standart bir prosedür henüz önerilmemiştir. Bu nedenle, bu çalışma karbonizasyon metodu ile nano boyutta kalsit üretiminin yollarını araştırmayı amaçlamaktadır. Kristal oluşumunu anlamak maksadıyla, kristaller kimyasal yöntem ile reaktantın çözeltiye yavaş ve hızlı ilave edilmesiyle sentezlenmiştir. Kabonizasyon metodu için, Ca(OH)2 çözeltisi içinde bir mini reaktör oluşturulmuş ve tekrarlanabilir sonuçlar elde edilmiştir. Çökelme reaksiyonu boyunca çözeltilerin pH ve iletkenlik değerleri izlenmiştir. Parçacıklar sentrifüj yöntemi ile çözeltiden ayrılmış ve 103 oC'de etüvde gece süresince bekletilmiştir. Elde edilen CaCO3 taneciklerinin morfolojik özellikleri, SEM, XRD ve FTIR teknikleri ile analiz edilmiştir. XRD ve FTIR sonuçlarından oluşan taneciklerin kalsit formunda oldukları anlaşılmıştır. Kolloidal stabilite testleri bu nano parçacıkların topaklaşma eğiliminde olduklarına işaret etmektedir. Örneklerden elde edilen XRD grafiklerine göre kristalizasyonun hem çözünmemiş Ca(OH)2 parçacıklarının yüzeyinde, hem de daha önceden oluşmuş CaCO3 parçacıkları üzerinde meydana geldiği gösterilmiştir. Ayrıca, kristalizasyonun ileri aşamalarında pH düştüğünden dolayı, elde edilen taneciklerin yüzeyinin iyonizasyon kaynaklı erezyona uğradığı gözlenmiştir. Karbonik anhidraz enzimi, poliüretan, ve metanol, etanol, toluen, hekzan, ve benzen gibi organik çözücülerin etkileri de ayrıca çalışılmıştır. Çözücülerin varlığında, çoğunlukla homojen boyut dağılımında nano boyutta kalsit taneciklerinin sentezlenebildiği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Calcium carbonate (CaCO3) is one of the most abundant materials in nature and widely used as filling material in various industries in order to decrease the product costs and to improve some mechanical properties of the composite materials. Because commercial calcite sold in the market is in granular form, in micron size, and inhomogeneous size distribution, the required properties can only be obtained by the recrystallization method. However, because the crystallization is an ionic reaction, there is not a standard procedure to obtain calcite in nano size, monodisperse, and different morphologies. Therefore, the present study aims to investigate the ways of producing nano CaCO3 by the carbonization route. In order to understand the progress in crystal formation, crystals were synthesized by the chemical method by slow or fast addition of reactant into the solution. A mini reactor was built in a Ca(OH)2 solution for the carbonization method and reproducible results were obtained. During the precipitation reactions, pH and conductivity of the solutions were monitored. Particles were separated by centrifugation and dried at 103 oC in an oven overnight. Morphological characteristics of the precipitated CaCO3 samples were analyzed by SEM, XRD and FTIR. On the basis of XRD and FTIR analyses, the main crystal form of the precipitated samples was found to be calcite. Colloidal stability tests revealed that these nano particles do form aggregates. It was shown that the crystallization occurs on the surfaces of both the undissolved Ca(OH)2 particles and on the already grown CaCO3 particles as nano calcite evidenced from the XRD patterns of the samples. It was also observed that, in the late stage of the crystallization, because the pH decreased, the morphology of the particles was affected, indicating that erosion took place on the surface due to ionization. The effects of the enzyme, carbonic anhydrase, polyurethane foam, and organic solvents such as methanol, ethanol, toluene, hexane and benzene were also studied. It was observed that, in the presence of solvents nano crystals can be synthesized in the form of calcite, which were mostly monodisperse particles.
Benzer Tezler
- Production of nano calcite in large scale
Büyük ölçekte nano kalsit üretimi
SEZEN DUYGU ALICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM ÖZDEMİR
- Nano calcite (CaCO3) production in semi-batch bubble reactor
Yarı-kesikli gaz kabarcık reaktörde nano kalsit (CaCO3) üretimi
EDA ÜLKERYILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM ÖZDEMİR
- Synthesis of needle-like and rod-like nano BaCO3 particles
İğne-şekilli ve çubuk-şekilli nano BaCO3 taneciklerinin sentezlenmesi
TUĞÇE NEFİSE KAHYAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM ÖZDEMİR
- Effect of ions on particle size and morphology in calcium carbonate (CaCO3) crystallization
Kalsiyum karbonat (CaCO3) kristalizasyonunda tanecik boyutu ve morfolojisi üzerine iyonların etkisi
AHMED OSMAN ADAM OSMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM ÖZDEMİR
- Production of nano CaCO3 in bench scale by small penetration theory
Kısa penetrasyon yöntemiyle küçük ölçekte nano CaCO3 üretimi
GÖRKEM TOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EKREM ÖZDEMİR