Reverse Monte Carlo modeling of metakaolin and metakaolin- based geopolymer
Metakaolin ve metakaolin bazlı jeopolimerlerin reverse Monte Carlo yöntemi ile modellenmesi
- Tez No: 453610
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. 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: 64
Özet
Metakaolin ve Na2Si3O7/NaOH çözeltileri kullanılarak yaklaşık kompozisyonu NaAlSi2O6.5.5H2O olan jeopolimer oda koşullarında sentezlenmiştir. Kaolin, metakaolin ve jeopolimer için yüksek enerjili x-ışını kırınım verisi Argonne Ulusal Laboratuvarında elde edilmiştir. Elde edilen bu veriler öncelikle kaolinin metakaoline kalsinasyonu sırasında meydana gelen yapısal değişikliklerin tespit edilmesi amacıyla kullanılmıştır. Radyal dağılım fonksiyonları incelendiğinde, kalsinasyon öncesinde altı olan Al atomunun koordinasyon numarasının çoğunlukla dörde dönüştüğü tespit edilmiştir. Metakaolin ve jeopolimer sistemleri için üç boyutlu modellerin elde edilmesi amacıyla yüksek- enerjili x-ışını verileri ile Reverse Monte Carlo (RMC) modelleme yöntemi kullanılmıştır. Metakaolin için elde edilen RMC modelinde, kaolinin yapısında görülen Al ve Si katmanlarının kalsinasyon sonrasında halen korunduğu; ancak katmanlarda bozulmaların meydana geldiği tespit edilmiştir. Metakaolin yapısında Al ve Si katmanları arasındaki mesafe 3.1 Å olarak belirlenmiştir. Jeopolimerin RMC modeli incelendiğinde ise, jeopolimerin birbirine çapraz bağlı AlO4 ve SiO4 tetrahedral ünitelerden oluştuğu gözlenmiştir. Oluşturulan bu model kullanılarak elde edilen bağ açısı dağılımının mineral lösit ile benzer olduğu belirlenmiştir. NaAlSi2O6.5.5H2O jeopolimerinin orta- ölçekteki düzeninin belirlenmesi amacıyla yapılan halka boyutu dağılımı analizi sonuçlarına göre, jeopolimerin çoğunlukla 7 ve 8 halkalı AlO4 ve SiO4 tetrahedral ünitelerden oluştuğu, bunun yanında önemli bir miktarda 6 halkalı yapıların jeopolimer yapısında bulunduğu tespit edilmiştir. Jeopolimer için elde edilen sonuçlar, jeopolimer yapısına analog olarak kabul edilen minerallerle, lösit, nefel ve analsim, kıyaslandığında, jeopolimer yapısında bu minerallere kıyasla çok daha geniş bir aralıkta halkalı yapıların bulunduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
A metakaolin-based geopolymer with an approximate composition of NaAlSi2O6.5.5H2O is synthesized by mixing metakaolin powder with a Na2Si3O7/NaOH solution at ambient conditions. High-energy x-ray diffraction data are collected for kaolinite, metakaolin and the geopolymer at the Advanced Photon Source (APS) in Argonne National Laboratory. The data is initially used to study the structural changes during dehydroxylation of kaolinite to metakaolin. The radial distribution functions show that the nearest-neighbor Al coordination environment changes from ochahedral to mainly tetrahedral form with calcination. Reverse Monte Carlo (RMC) modeling is employed to generate realistic three-dimensional models of metakaolin and geopolymer systems based on experimental high-energy x-ray diffraction data. The RMC model of metakaolin indicated that the Al and Si layers in the kaolinite structure is somewhat preserved after dehydroxylation, although greatly distorted. The interlayer distance between Al and Si layers in metakaolin is found to be 3.1 Å. RMC model of the geopolymer, on the other hand, resulted in a three-dimensional structure consisting of randomly cross-linked AlO4 and SiO4 tetrahedral units. The bond angle distributions obtained from this model is found to be comparable to leucite mineral. A ring size distribution analysis performed on the system revealed that intermediate-range order in NaAlSi2O6.5.5H2O geopolymer system mainly consist of 7 and 8 membered rings together with considerable amount of 6 membered rings. When the results for the geopolymer model are compared to those for minerals that are considered as analogs to geopolymer structure, namely leucite, nepheline and analcime, it is seen that a much wider variety of ring sizes exists in geopolymer structure compared to these minerals.
Benzer Tezler
- Reverse Monte Carlo Modeling of Ge-As-Te chalcogenide glass system
Ge-As-Te kalkojen cam sisteminin reverse Monte Carlo Yöntemi ile modellenmesi
ÇİSEM YURTSEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZEN SOYER UZUN
- Düzensiz sistemlerde moleküler sümülasyon hesaplamaları
Molecular simulation calculations on disordered systems
MUTLU ÇOLAKOĞULLARI
Doktora
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiTrakya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEYFETTİN DALGIÇ
- Monte carlo metodu ile dijital mamografi sisteminde heterojen doz dağılımının simülasyonu ve meme modelinde doz değerlendirilmesi
The simulation of heterogeneous dose distribution in the digital mammography system using monte carlo method and dose evaluation in a breast model
GİZEM ŞİŞMAN
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR AKGÜNGÖR
DOÇ. DR. AYŞEGÜL YURT
- Targeted conformational transition pathways of large proteins by integrating elastic network modeling with Monte Carlo Simulations
Kollektif ağ modellemesi ve Monte Carlo Simulasyonları ile buyuk proteinlerin hedefli konformasyonel geçişleri
YASEMİN YEŞİLTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyofizikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. PEMRA DORUKER TURGUT
PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Conformational transitions of proteins using multi-scale modeling approaches
Çok ölçekli modelleme yaklaşımları ile proteinlerin konformasyonel geçişleri
ARZU UYAR
Doktora
İngilizce
2014
BiyofizikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT