Silika modifikasyonunun hetero kil yapıların özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of silica modification on the properties of hetero clay structures
- Tez No: 614109
- Danışmanlar: PROF. DR. FATMA SUNA BALCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Silika sütunlu kil destek yapılar (SSK), MCM-41 ve sütunlu killerin olumlu özelliklerini bir araya getirmektedir. Şişme özelliğine sahip killerin katmanları arasında bulunan değişebilir iyonların büyük hacimli organik katyonlar ile yer değiştirmesi sonucunda elde edilen misel etrafında silika duvarların oluşturulması prensibine dayanmaktadır. SSK'ler yüksek yüzey alan, mikro ve mezo gözenek, düzenli gözenek yapısı, hidrotermal, mekanik ve kimyasal kararlılığa sahip olan malzemelerdir. Literatürdeki çalışmalarda silikanın SSK destek yapıya amorf olarak yerleştiği ve kil ile etkileşimlerinin zayıf olduğu gözlenmiştir. Bu olumsuzluğun giderilmesi amacıyla silika yüzeylerin modifikasyonunda kullanılan çalışmalardan faydalanılarak yeni sentez reçeteleri oluşturulmuştur. Sentezlerde Standart Wyoming SWy-2 kil minerali kullanılmış ve organik şablon (CTAB) ile kil modifiye edilmiştir. Si/modifiye kil (Q+-MMT) molar oranı 50/1 sabit tutulmuştur. Yüzey modifikasyonu amacıyla silan birleştirme ajanı olan APTES kullanılarak silika kaynağı TEOS'un modifikasyonu yürütülmüştür. APTES/TEOS molar oranları 1/4 ve 1/14 olacak şekilde farklı işlem basamaklarının uygulanması ile silika modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Silika kaynağının modifikasyonu manyetik veya ultrasonik karıştırma altında farklı sürelerde (15, 60, 180 dakika) ve çözücü (yalnızca etanol, etanol ve su) ilavesi yapılarak veya yapılmadan yürütülmüştür. Silika modifikasyonundaki etanol miktarlarının ve heterokil yapıya amin ilavesinin etkileri de incelenmiştir. X ışını kırınım analizlerinde d001 değeri 6,40 nm'lere ulaşan destek yapılar elde edilmiştir. Düşük Bragg açı bölgesindeki kırınım desenlerinde polikristal yapı oluşumu gözlenmiş ve kil katmanları arasında MCM-41 benzeri yapı oluşumunu kanıtlamıştır. SBET değeri 980 m2/g'lara ulaşan SSK destek yapıların, TEM görüntülerinde amorf silika oluşumlarının sınırlandırıldığı ve silika ile kil arasındaki etkileşimlerin artırıldığı gözlenmiştir. SBJH değeri 337,5 m2/g'lere ulaşarak literatürden oldukça yüksek sonuçlar elde edilir iken, misel yapının oluşumu TEM görüntüleri ile desteklenmiştir. Mezo gözenek aralıkları 3,65-3,83 nm aralığında dar dağılım gösterir iken, mikro gözenek açıklıkları 0,56 nm'lere ulaşmıştır. FTIR spektrumlarındaki silika bantlarında ve silanol bölgesinde artan APTES miktarları ile silika yüklemesinin arttığı gözlenmiştir. UV spektrumlarının 192-304 nm aralığında belirgin Si-O gerilim piklerinin şiddetinde artış ile silika yüklenmesi desteklenmiştir.
Özet (Çeviri)
New generation mesoporous silica pillared clay structures (SPCs) combined the advantages of MCM-41 and pillared clays. It is based on the principle of forming silica walls around the template which was formed by the compensation of large organic frame between the layers of swelling clays. SPCs have high surface areas, micro and mesoporousity with regular pore sizes, hydrothermal, mechanical and chemical stability. In the literature, silica was placed in the amorphous phase and do not interact with clay structures. In order to prevent this situation, silica source (TEOS) was modified by using APTES. Standard Wyoming SWy-2 clay mineral was modified by using organic template (CTAB) before the pillaring process. Si/modified clay (Q+-MMT) molar ratio was kept constant as 50/1. APTES / TEOS molar ratios of 1/4 and 1/14 were applied with different process steps The modification of silica sources done under magnetic or ultrasonic stirring at different duration (15, 60, 180 minutes).Some experiments done without the addition of solvent, while others used ethanol or ethanol and water as solvents. The effects of different amounts of ethanol used in the modification and the addition of amine to the heteroclay were also among the parameters studied. In X-ray diffraction basal distance values of structures were up to 3,30-6,40 nm. It was observed that the interactions between silica and clay were increased by silica modification. Decreasing the molar ratio of APTES/TEOS to prevent the formation of amorphous silica structure. SBET surface area were 980 m2/g while the SBJH values up to 337,5 m2/g. This result proved that MCM-41 like structure formed between the clay layers.In FTIR intensity of the peaks in the silica region increased with APTES amount. The loading of silica was supported by an increase in the intensity of the apparent Si-O peaks in the 192-304 nm range of the UV.
Benzer Tezler
- Demiroksit pigmentin nano kolloidal silika ve nano çinko oksit ile yüzey modifikasyonunun boya özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of surface modification of iron oxide pigment with nano colloidal silica and nano zinc oxide on paint properties
MEHMET ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Doymamış poliester reçinesinin bazı nanopartiküllerle modifikasyonunun incelenmesi ve karakterizasyonu
Investigation and characterization of the modification of unsaturated polyester resin with some nanoparticles
SELİNAY GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
- Layered silicate polypropylene nanocomposites
Tabakalı silika polipropilen nanokompozitleri
KIVANÇ IŞIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. FUNDA TIHMINLIOĞLU
DOÇ.DR. METİN TANOĞLU
- Gözenekli karbonların adsorpsiyon kapasiteleri üzerine yüzey modifikasyonunun etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of surface modification on the adsorption capacities of porous carbons
GÜLŞEN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA TÜMSEK
- Sol-gel synthesis of DNA encapsulated silica
Sol-jel yöntemiyle hazırlanmış silika matrislerde DNA enkapsulasyonu
DERYA KAPUSUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. CANER DURUCAN