Mezopor yapılı silika sba-15 sentezi ve uranyum sorpsiyonunun kesikli ve dinamik sistemlerde incelenmesi
Synthesis of silica sba-15 with mesoporous structure and investigation of its uranium sorption in batch and dynamic systems
- Tez No: 382561
- Danışmanlar: PROF. DR. YÜKSEL ALTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Amorf silika, Deney tasarımı, Sabit yataklar, Sürekli kolon sistemi, Uranyum sorpsiyonu, Amorphous silica, Experimental design, Fixed beds, Continual column system, Uranium sorption
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, oldukça düzenli hekzagonal yapıda, 5.83 nm çapında homojen gözenek boyut dağılımına ve 707.5 m2/g yüzey alanına sahip SBA-15 (Santa Barbara Amorphous) sentezlenmiştir. Sentezlenen malzemenin karakterizasyonu XRD, SEM, yüzey alanı ve porozite analizleri ile yapılmıştır. Karakterizasyonu yapılan adsorbanın uranyum adsorpsiyonunda kullanımı, kesikli ve sürekli yöntemlerle incelenmiştir. Kesikli yöntem için merkezi kompozit tasarım yöntemi ile deney tasarımı hazırlanmıştır. Hazırlanan tasarım modelinin ANOVA (analysis of variance) analizi yapılarak, model ile deneysel veriler karşılaştırılmıştır. Modelin önemlilik değerinin P<0.05 olması, modelin istatistiki olarak anlamlı olduğunu göstermektedir. Korelasyon katsayısının (R2) %96 olması, deneysel verilerle, denklem sonucu elde edilen değerlerin yüksek uyumluluğa sahip olduğunu göstermektedir. Uygulanan modele göre optimum adsorpsiyon koşulları; pH= 5.0, başlangıç uranyum derişimi 50.6 mg/L ve adsorban miktarı 0.002 g olarak bulunmuştur. Bu koşullardaki maksimum adsorpsiyon kapasitesi 196.15 mg/g olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon mekanizmasının Langmuir izotermine uygunluğunun yüksek olduğu görülmüştür. Adsorpsiyonun kinetik incelemesinde, SBA-15' in uranyum adsorpsiyonunun pseudo ikinci dereceden modelle uyumlu olduğu görülmüştür. Sürekli yöntem için, laboratuvar ölçekli kolonlar yukarı akışlı olarak tasarlanmıştır. Kolon parametrelerinden kolon yüksekliğinin adsorpsiyona etkisi, 0.1 g ve 0.3 g SBA-15' e karşılık gelen 0.8 cm ve 2.4 cm yatak yükseklikleri, 0.250 ml/dak' lık akış hızı ve 50 mg/L' lik başlangıç uranyum derişimi ile incelenmiş ve kırılma eğrileri elde edilerek sızdırma kapasiteleri hesaplanmıştır. Akış hızının adsorpsiyona etkisi, 0.1 g SBA-15' e karşılık gelen 0.8 cm yatak yüksekliğinde ve 80 mg/L' lik başlangıç derişimi ile incelenmiş ve kırılma eğrileri elde edilerek sızdırma kapasiteleri hesaplanmıştır. Elde edilen kırılma eğrilerinin, yukarı akışlı sabit yataklı kolonlarda adsorpsiyon kapasitesini tanımlamakta kullanılan Bohart-Adams, Yoon-Nelson ve Thomas modellerine uygunluğu incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, SBA-15 (Santa Barbara Amorphous) has been synthesized which is in highly ordered hexagonal structure, with very high surface area (707.5 m2/g) and homogeneous pore size distribution (5.83 nm). The characterisation of the synthesized material was done by using XRD, SEM, surface area and porosity analysis. Characterized material SBA-15 was studied in the use of uranium adsorption with batch and fixed bed column methods. For batch studies, an experimental design was prepared with central composite design method. The ANOVA (analysis of variance) analysis for prepared experimental design was made to check experimental values and predicted values. The significant value of the model was P<0.05 which revealed that the model is statistically significant. The correlation coefficient value (R2) was %96, which indicates compability between experimental and predicted values. According to the model, the optimal conditions for adsoption were with pH= 5.0, initial uranium concentration= 50.6 mg/L ve adsorbent dosage= 0.002 g. The maximum adsorption capacity at this conditions was 196.15 mg/g. Adsorption process is compatible with Langmuir isotherm. According to the adsorption kinetics study, the pseudo second-order equation was found to better explain the adsorption kinetics. For fixed bed column studies, the columns were prepared in laboratory scale with continous upflow. The effects of the bed height (0.8 cm and 2.4 cm), the inlet uranium concentration (50 mg/L and 80 mg/L) and the feed flow rate (0.25 mL/min and 1.00 ml/min) on the breakthrough characteristics of the fixed bed adsorption system at pH 6 were studied. Through the breakthrough curves, the breakthrough capacities were calculated. Modelling of the dynamics of the fixed bed adsorption process was studied. To describe the breakthrough curves, Bohart-Adams, Yoon-Nelson and Thomas models were applied.
Benzer Tezler
- TTA ekstraktantı ile immobilize edilmiş SBA-15'in sentezi ve radyonüklit sorpsiyonunun incelenmesi
Synthesis of TTA extract immobilized SBA-15 and investigation of its radionuclides sorption
MUTLU GÖK
- Magnezyum silika aerojel üretimi, karakterizasyonu ve berrak üzüm suyu üretiminde durultma performansının incelenmesi
Magnesium silica aerogel production, characterization and investigation of clarification performance in clear grape juice production
İLKAY TURHAN KARA
Doktora
Türkçe
2020
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL YÜCEL
PROF. DR. MUHAMMET ARICI
- Numerical and experimental investigations on the zeta potential of different size mesoporous silica nanoparticles with different porous properties
Farklı gözenek özelliklerine sahip farklı boyutlardaki mezoporlu silika nanoparçacıkların zeta potansiyelinin deneysel ve nümerik incelenmesi
FETİYE ESİN YAKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK
- Preparation and characterization of mesoporous silica synthesized by using polymers
Polimer kullanılarak sentezlenen mezogözenekli silika eldesi ve karakterizasyonu
SEL DİDEM AKKOYUNLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Çok gözenekli (mezopor) yanma geciktirici malzeme içeren polimerik kompozitlerin geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development of polymeric composites containing multi-porous (mesoporous) material fire retardant and investigation of their properties
EMRE AYTAN