Synthesis and characterization of sepiolite-based geopolymers
Sepiyolit bazlı jeopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 433998
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. SEZEN SOYER UZUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 63
Özet
Jeopolimerler yüksek mekanık dayanımı, yüksek yangın direnci gibi özellikleriyle Portland çimentosuna alternatif olarak görülen amorf inorganik polimerlerdir. Jeopolimerler geleneksel olarak alumino silikat bazlı olmasına rağmen bu çalışmada magnezyum silikat bazlı jeopolimerlerin sentezi çalışılmıştır. Sepiyolit bir hidrat magnezyum silikat kili olup ve bu deneylerde ana hammadde olarak kullanılmıştır. Bu tezin ilk kısmında değişen Si/Mg oranlarda sepiyolit bazlı jeopolimerler sentezlenmiş ve x- ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümlü infrared spektrometresi (FTIR), taramalı electron mikroskobu (SEM) ve diferansiyal termogravimetrik analizi (DTGA) ile karakterize edilmiştir. Basınç dayanımı testleri bu sistemdeki yapı-performans ilişkilerini saptamak amacıyla kullanılmıştır. XRD sonuçları kuvars ve enstatit fazlarını içeren amorf bir jeopolimer matriksinin oluştuğunu göstermiştir. FTIR analizi Si-O titreşimlerine ait ana FTIR bandının Si/Mg oranlarıyla sistemli bir şekilde daha yüksek frekanslara kaydığını göstermektedir. Basınç dayanımı değerlerinin ilk olarak 2≤Si/Mg≤3 bileşimi aralığında artış gösterdiği, Si/Mg=3 iken maksiumuma ulaştığı; ve son olarak 3≤Si/Mg≤4 bileşimi aralığında azaldığı gözlemlenmiştir. Çözünür silisyumun jeopolimer sistemine eklenmesi ilk olarak basınç dayanımını ve sağlamlığı arttırdığı farkedilmiştir. Ancak aşırı miktarda sodium ve su içeriğinin mekanik perfomansta düşüşe sebep olmuştur. Bu tezin ikinci bölümünde sodyum miktarinın Na/Mg oranı 0.8-2 arası değişen sepiyolit bazlı jeopolimerlerin yapısal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. XRD sonuçları çoğunlukla amorf özellik ve artan Na/Mg oranlarında forsterit ve sodyum karbonat fazlarının görüldüğünü göstermiştir. FTIR bandı devamlı olarak düşük frekanslara kaymıştır, bu da polimerizasyonun artan Na/Mg oranlarıyla azaldığını göstermiştir. Bu sonuçlar SEM resimleriyle de desteklenmektedir. Camsı yüzey mikroyapılarının karbonatlarca hakim olan bir yapıya dönüşümü görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Geopolymers are amorphous inorganic polymers that are alternatives to Portland cement (PC) due to their comparable performance such as high mechanical strength and fire resistance. Although geopolymers are traditionally alkali-activated aluminosilicate materials, in this thesis, magnesium silicate based geopolymers are studied. Sepiolite, a hydrated magnesium silicate clay mineral, is used as the main raw material. In the first part of this thesis, sepiolite-based geopolymers with varying Si/Mg ratios were synthesized and characterized by x-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and differential thermogravimetric analysis (DTGA). Compressive strength tests were employed to establish structureperformance relations in this system. XRD results revealed that an amorphous geopolymer matrix was produced including minor crystalline components. FTIR analysis showed a systematical increase of the main FTIR band indicating Si-O vibrations to higher frequencies with increasing Si/Mg ratios. Compressive strength results initially increased in the compositional range of 2≤Si/Mg≤3; reached a maximum value at Si/Mg=3; and finally decreased for geopolymers with 3≤Si/Mg≤4. It was found that addition of soluble silicon to geopolymer system initially enhances compressive strength and stability. However, excess amounts of sodium and water content results in decreasing mechanical performance. In the second part of this thesis, the effect of sodium content on the structural characteristics of sepiolite-based geopolymers with Na/Mg ratio between 0.8-2 was investigated. XRD results displayed mainly amorphous characteristics with forsterite and sodium carbonate phased appearing at higher Na/Mg ratios. FTIR band constantly decreased to lower frequencies indicating decreasing polymerization with increasing Na/Mg ratios. These results are supported by SEM images displaying the transition from a glassy surface microstructure into a form dominated by carbonates.
Benzer Tezler
- Kobalt ve nikel içerikli destekli katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu ve sodyum borhidrürden hidroliz tepkimesi ile hidrojen üretiminde kullanılması
Synthesis and characterization of cobalt and nickel based catalysts and their use in hydrogen production by the hydrolysis reaction of sodium borohydride
SEDA HOŞGÜN
Doktora
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZDEMİR
- Akrilik monomer esaslı nanokompozit hidrojellerin elde edilmesi ve uygulamaları
Preparation of acrylic monomer based nanocomposite hydrogels and their applications
MERT DALARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET K. PABUCCUĞLU
- Synthesis and characterizaton of hydrocarbon based nanocomposite membrane for pem fuel cells
Pem yakıt pillerinde kullanmak üzere hidrokarbon bazlı nanokompozit membran sentezi ve karakterizasyonu
MORAD ABDULWHEED RADHA RADHA
Doktora
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL PEHLİVAN
PROF. DR. İRFAN AR
- Biopolyester synthesis by enzymatic catalysis and development of nanohybrid systems
Enzimatik kataliz yoluyla biyopoliester sentezi ve nanohibrit sistemlerin geliştirilmesi
MEDİHA HALE ÖZTÜRK DÜŞKÜNKORUR
Doktora
İngilizce
2012
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LUC AVEROUS
PROF. DR. YÜKSEL GÜVENİLİR
- Aljinat, zencefil/zerdeçal, PEG/PVA içerikli kompozit mikrokürelerin sefaklor salımında kullanımı
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN UŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyokimyaSivas Cumhuriyet ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMET BAYBAŞ