Adsorpsiyon Isı Pompalarında Kullanılabilecek Stabil Zeolit Kaplamaların Hazırlanması

Abstract

Bu çalışmada, hidrotermal sentez yolu ile ve substrat ısıtma yöntemi kullanılarak zeolit 4A ve 13X kaplamaları hazırlanmıştır. Adsorpsiyon ısı pompası uygulamalarında uzun süreli kullanıma yönelik olarak zeolit kaplamalarının ısıl-mekanik stabilitelerinin geliştirilmesi için, sentezlenen zeolit kaplamaları sentez-sonrası uygulanan bir işlem ile poliakrilik asit filmi ile kaplanmıştır. Farklı kalınlıklarda kaplama elde etmek amacı ile çeşitli sentez şartları uygulanmıştır. Hazırlanan malzemelerin karakterize edilmesi amacı ile X-ışını kırınımı (XRD), alan salım tabancalı taramalı elektron mikroskobu (FEGSEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve termogravimetrik analiz (TGA) yöntemleri kullanılmıştır. Ayrıca, kaplamaların ısıl-mekanik stabilitelerinin tespiti amacı ile ultrasonik işlemler ve ısıtma/soğutma çevrimleri uygulanmıştır. Sonuç olarak, sentez-sonrası uygulanan işlemin zeolit kaplamalarının stabilitelerini arttırdığı gözlenmiştir. İnce poliakrilik asit filmler, zeolit kaplaması ile iyi bir şekilde entegre olmuş ve incelenen örneklerin desorpsiyon performanslarını olumsuz yönde etkilememiştir.

In this study zeolite 4A and zeolite 13X coatings were prepared by substrate heating method in a hydrothermal system. In order to enhance the thermal-mechanical stability of the zeolite coatings for continuous use in adsorption heat pump applications, the synthesized coatings were coated with polyacrylic acid films as a post-synthesis treatment. Various synthesis conditions were applied to obtain coatings with different thicknesses. X-ray diffraction (XRD), field emission gun scanning electron microscopy (FEGSEM), Fourier-Transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to characterize the materials prepared. Additionally, ultrasonic treatments and heating/cooling cycles were applied for determination of the thermal and mechanical stabilities of the coatings. As a result, it was observed that the post-synthesis treatment improved the stabilities of the zeolite coatings. The thin polyacrylic acid films were well integrated with the zeolite coatings and did not lead to any negative effects on the water desorption performances of the samples investigated.