Zeolitin modifiye edilmesi ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Modification of akdere zeolite and examination of its surface properties
- Tez No: 346320
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL ABALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Chemistry, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Zeolit, klinoptilolit, yüzey özellikleri, adsorpsiyon, izoterm, kinetik, metilen mavisi, nikel, bor, Zeolite, Clinoptilolite, surface properties, adsorption, isotherm, kinetics, methylene blue, nickel, boron
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Zeolitler düşük maliyet ve doğada bol bulunmaları dolayısıyla adsorpsiyon ve iyon değiştirme işlemlerinde tercih edilen kil minerallerdendir. İçerik olarak bulundukları bölgelere göre değişim gösteren zeolitler, fiziksel ve kimyasal özellikleri dikkate alındığında da çıkarıldıkları yörelere göre farklılıklar içermektedirler. Bu çalışmada, Manisa iline bağlı Demirci ilçesi Akdere köyü mevkinde bulunan zeolitin karakterizasyonu yapıldı. XRD, XRF, SEM, TG-DTA-DSC, FT-IR, BET yüzey alanı ve zeta potansiyeli ölçümleri yapılarak karakterizasyon tamamlandı. 200°C sıcaklıkta ısıl aktivasyona maruz bırakılan zeolit numuneleri HCl ve H2O2 ile muamele edilerek modifikasyona hazır hale getirilmişlerdir. Ca2+ ve K+ ile modifiye edilen zeolitin yüzey özelliklerindeki değişimler incelendı. Zeolit içeriğinin temel olarak klinoptilolit olduğu XRF, XRD ve FTIR analizlerinden yola çıkarak tespit edildı. Yüzey alanı, doğal zeolit için 37.95 m2/g iken H2O2 ile aktivasyon sonrası 40.34 m2/g oldu. Ca2+ ile modifiye edilen örnekte yüzey alanı 49.06 m2 /g ve K+ile modifiye edilen örnekte 54.57 m2/g değerine ulaşdı. Metilen mavisi adsorpsiyonu için, 0.05g adsorbanın olduğu pH'ın 7, sıcaklığın 20°C, başlangıç konsantrasyonunun 100 mgL-1 olduğu ve 30dk lık temas süresinin sağlandığı durumun en iyi şartlar olduğu belirlendı. Doğal zeolitin adsorpsiyon değeri 28.6 mg/g iken Ca2+ ile modifiye edilen zeolit numunesinin adsorpsiyon değeri 42.7 mg/g miktarına ulaşdı. Nikel adsorpsiyonu için 0.1g adsorbanın varlığında pH'ın 7 olduğu, sıcaklığın 20°C, başlangıç konsantrasyonunun 20 mgL-1 olduğu ve 60dk' lık temas süresinin sağlandığı durumun en iyi şartlar olduğu belirlendı. Bu şartlarda doğal zeolitin Nikel iyonu adsorplama miktarı 3.56 mg/g iken Ca2+ ile modifiye edilen zeolit numunesinin adsorpsiyon değeri 6.01mg/g ve K+ ile modifiye edilen örnekte adsorpsiyon değeri 12.37mg/g a vardı. Elde edilen sonuçlar gösterdı ki Ca2+ ve K+ ile modifiye zeolitin metilen mavisi ve nikel iyonlarını adsorplama kabiliyeti doğal zeolite göre daha yüksektir. Deneysel şartlar içerisinde metilen mavisi ve nikel için, Langmuir izoterminin adsorpsiyonu daha iyi temsil ettiği belirlenirken yalancı ikinci dereceden kinetik modelin adsorpsiyon oluşumunu daha iyi açıkladığı ortaya kondu. Bor adsorpsiyonunda ise Taguchi Fraksiyonel ayırma yöntemi kullanılarak optimum adsorplanma şartlarının sıcaklık için 35°C, bor konsantrasyonu için 30 mgL-1 , katı-sıvı oranı için 1.0/100, pH için 8 ve temas süresi için 15dk nın olduğu belirlendı. Bu şartlarda yapılan denemelerde 9.9465 ve 9.8749 mgL-1 değerlerine ulaşıldı.
Özet (Çeviri)
Zeolites are clay minerals which are preferred in adsorption and ion exchange processes because of their presence as low cost material and abundant in nature. Zeolites' content varies according to their location and regions that also causes to change in the physical and chemical properties of zeolites. In this study, a zeolite from Akdere region of Demirci county in the city of Manisa was characterized. The characterization was designed with using, XRF, SEM, TG-DTA-DSC, FTIR, BET surface area anaylses and measurments of zeta potentail. Zeolite samples were heated up to 200°C for heat activation, and then were exposed to HCl and H2O2 before modification with metal ions. The changes on the surface properties of zeolite samples after the treatment with Ca2 + and K+ions were investigated. Clinoptilolite content of the zeolite has been determined by XRF, XRD and FTIR analysis. The surface area for natural zeolite and peroxide exposed to zeolite are 37.95 m 2/gand 40.34 m2/g, respectively. Adsorbed amounts of Methylene blue were 28.6 mg/g and 42.7mg/g at the conditions of 20°C, pH 7, 0.05g/100ml adsorban and 30minutes contact time for natural zeolite and Ca2+ modified zeolite samples, respectively. In nickel adsorption, the best conditions were determined as 20°C, pH at 7, 0.1g/100ml adsorban and 60 minutes contact time. For those conditions, the adsorption has reached to 3.56 mg/g, 6.01mg/g and 12.37mg/g for natural zeolite, Ca modified, and K modified zeolite, respectively. The results have shown that methylene blue and nickel ion adsorption ability of the Ca2 + and K + modified zeolite was higher than natural zeolite. Methylene blue and nickel adsorption were fitted to Langmuir adsorption isotherm. Pseudo-second-order kinetic model were better described the formation of adsorption. Boron adsorption conditions were optimized using the Taguchi fractional separation method as 35°C for temperature, 30 mgL-1 for boron concentration, 1.0/100 for solidto liquid ratio, 8 for pH and 15min for contact time. The confirmation experiments for those conditions showed that the amounts of boron left in the solution were 9.9465 and 9.8749 mgL-1
Benzer Tezler
- Olefin/paraffin separation in polymer/mof mixed-matrix membranes
Polimer/mof karışık-matris membranlarda olefin/parafin ayrımı
ELİF BEGÜM DOĞAN
Doktora
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÖKTUĞ AHUNBAY
PROF. DR. GUILLAUME MAURIN
- Synthesis and characterization of boron-acrylate/SBA-15 polymer composites
Bor-akrilat/SBA-15 polimer kompozitlerinin sentez ve karakterizasyonu
NARGIZ ALIYEVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Investigation of CO2 adsorption performance of spinel oxide & metal-organic structures
Spınel oksıt & metal-organık yapıların CO2 adsorpsıyon performansının araştırılması
DİLARA KÜÇÜKAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER SARIOĞLAN
- Development of zeolite-based adsorbents for deep desulfurization of liquefied petroleum gas
Sıvılaştırılmış petrol gazının kükürtten arındırılması için zeolit esaslı adsorbanların geliştirilmesi
BETÜL BULUT
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Investigation of factors that influence the preparation of zeolite modified anticorrosive paint
Zeolit modifikasyonlu anti-korozif özellik gösteren boyaların hazırlanmasına etki eden faktörlerin incelenmesi
ŞEBNEM YEZDAN PEKCİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANAN URAZ