Geri Dön

Uçucu kül bazlı kompozitlerin sentezlenmesi ve stronsiyum sorpsiyon davranışlarının incelenmesi

Synthesis of fly ash based composites and investigation of strontium sorption behavior

PDF İndir

  1. Tez No: 420485
  2. Yazar: EMİNE NOSTAR ASLAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL ALTAŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Uçucu kül, hidrotermal sentez, stronsiyum, adsorpsiyon, deneysel tasarım, kolon, dinamik kapasite, Fly ash, hydrothermal synthesis, strontium, adsorption, experimental design, column, dynamic capacity
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 202

Özet

Çalışmada, uçucu kül bazlı kompozit adsorbanlar sentezlenmiş ve sıvı radyoaktif atıklardan stronsiyumun uzaklaştırılmasında ki etkinlikleri incelenmiştir. Hidrotermal sentez kullanılarak, katkısız modifiye uçucu kül (FA), kütlece %10 zirkonyum katkılı (FA-Zr) ve kütlece %10 titanyum katkılı (FA-Ti) üç farklı adsorban sentezlenmiştir. Aktivasyon ajanı olarak NaOH çözeltisi kullanılmış, sentezler 120 ºC'de, 500 devir/dakika karıştırma hızında, 24 saat süre ile gerçekleştirilmiştir. Uçucu kül ve sentezlenen adsorbanların karakterizasyonları; XRF, XRD, SEM-EDX, DTA/TGA, FTIR ve BET yüzey alanı analizleri ile yapılmıştır. İncelemeler, adsorbanların camsı fazları ve kristal fazları içerdiğini, zirkonyum katıkısının yüzey alanını arttırdığını göstermektedir. Sentezlenen adsorbanlarda yüzey alanları; BETFA: 61.17 m2/g, BETFA-Zr: 87.34 m2/g ve BETFA-Ti: 62.35 m2/g olarak bulunmuştur. Adsorbanların Sr2+ sorpsiyon davranışları kolon tekniği ile dinamik koşullar için çalışılmıştır. pH, stronsiyum başlangıç iyon derişimi, akış hızı ve yatak yüksekliği parametrelerinin adsorpsiyon verimi üzerine etkileri deneysel tasarım yaklaşımı ile merkezi kompozit tasarım modeline göre incelenmiştir. Deneyler sonucunda yüzey grafikleri çizilmiştir. Uygulanan tasarımın %95 güven aralığı içerisindeki ANOVA (analysis of variance) analizi sonuçlarına göre, her bir adsorban için model ile deneysel bulguların uyumlu olduğu görülmüştür. F, P>F, Uyum Eksikliği F, R2, ayarlı R2 ve öngörülen R2 değerleri, her üç adsorban için de elde edilen modellerin Sr2+ sorpsiyon davranışlarını açıkladığını göstermektedir. Deneysel tasarım yaklaşımı sonucu Sr2+ adsorpsiyonu için belirlenen optimum koşullarda yürütülen çalışmalarla kırılım eğrileri elde edilmiş ve sızdırma, doyma kapasiteleri ile kolon verimleri hesaplanmıştır. FA-Zr dolgulu kolonlarda kırılım süresinin daha uzun olduğu ve kolon veriminin daha yüksek olduğu bulunmuştur. Kolonlar Thomas, Yoon-Nelson ve Bohart-Adams yaklaşımları ile modellenmiştir. Sonuçlara göre FA ve FA-Zr yüklü kolonların davranışları Thomas modeli, FA-Ti adsorbanın ise Bohart-Adams modeli ile açıklanabilmektedir. Sr2+, Ca2+ ve Ba2+ iyonlarını içeren çoklu iyon sistemi için adsorbanların seçiciliği incelenmiştir. Adsorbanların seçicilik sırası; Ba2+>Sr2+>Ca2+ şeklindedir. Bu da sorpsiyon mekanizmalarında iyon değişim proseslerinin etkin olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In the present study, the composite adsorbents based on fly ash were synthesized and the effectiveness in the removal of strontium from liquid radioactive waste was investigated. Three adsorbents, un-doped modified fly ash (FA), 10 w% zirconium-doped (FA-Zr) and 10 w% titanium-doped (FA-Ti), were synthesized by hydrothermal treatment. NaOH solution used as activation agent, synthesis were carried out at 120 ºC with stirring speed 500 rpm for 24 hours. Fly ash and synthesized adsorbents were characterized by XRF, XRD, SEM-EDX, DTA/TGA and BET surface area analysis. The results show that the adsorbents are containing glassy phases and crystalline phases. Also, surface area is increasing with zirconium additives. Surface areas of synthesized adsorbents were found as; BETFA: 61.17 m2/g, BETFA-Zr: 87.34 m2/g and BETFA-Ti: 62.35 m2/g. The sorption behavior of adsorbents for Sr2+ ions were examined in dynamic conditions with column technique. The effects of pH, initial Sr2+ concentration, flow rate and bed height parameters were investigated via experimental design approach with central composite design (CCD). Surface contour plots were drawn by obtained results. The ANOVA (variance analysis) of the model at 95 % confidence level was examined. The predicted and experimental values are well suited. The values of F, P>F, Lack of fit F, R2, adjusted R2 and predicted R2 show that the obtained models for all adsorbents can be used to navigate the model spaces. The breakthrough curves were obtained with experiments which were carried out at optimum conditions for strontium adsorptions of adsorbents and breakthrough times and capacities, saturation times and capacities and column efficiencies were calculated. The breakthrough time is extended and efficiency of column is higher for FA-Zr. Column performances were modeled via Thomas, Yoon-Nelson and Bohart-Adams approaches. According to results, the sorption behavior of FA and FA-Zr columns can be explained with Thomas model while FA-Ti columns can be explained with Bohart-Adams model. The selectivities of adsorbents were determined in Sr2+, Ca2+ and Ba2+ multi-component system. The selectivity order of all adsorbents is as follows; Ba2+>Sr2+>Ca2+ which indicate that ion exchange is the dominant in sorption mechanisms.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    843287

    3D printed antibacterial herbal loaded alginate-pectin medical patch: Fabrication and characterization

    3D baskı yardımıyla antibakteriyel bitkisel ekstrakt yüklü aljinat-pektin medikal yama: Üretimi ve karakterizasyonu

    GHAZALEH DINI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  2. Tez No

    655873

    Visual inspection and mechanical testing of fly ash-based fibrous geopolymer composites under freeze-thaw cycles

    Donma-çözülme döngülerine maruz kalan uçucu kül bazli elyaf takviyeli geopolimer kompozitlerin görsel muayenesi ve mekanik olarak test edilmesi

    ZANA MAHMOOD

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    İnşaat MühendisliğiHarran Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KASIM MERMERDAŞ

  3. Tez No

    826334

    Utilization of industrial by-products to develop a variety of cement-free composites via chemical activation

    Endüstriyel yan ürünlerin kimyasal aktivasyonu ile farklı çimentosuz kompozitlerin geliştirilmesi

    SEPEHR SEYEDIAN CHOUBI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇAĞLA AKGÜL

  4. Tez No

    422066

    Reaktif pudra betonlarinda çatlak oluşumunun kalıcılığa etkisinin araştirilmasi

    The effect of crack formation on durability properties of reactive powder concrete

    FARHAD DABESTANI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALİT YAZICI

  5. Tez No

    763897

    Uçucu kül ve yüksek fırın cürufu içeren alkali aktive edilmiş kompozitlerin yüksek sıcaklığa karşı mekanik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of mechanical properties of alkali activated composites containing fly ash and blast furnace slag against high temperature

    EDİP FURKAN ÖZSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERVET YILDIZ

Geri Dön