FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Konu "Adsorption" ile FBE- Maden Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAnyonik reaktiflerin sepiyolit tarafından adsorplanma mekanizması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1998) Çınar, Mustafa ; Çelik, Mehmet Sabri ; 75415 ; Maden Mühendisliği ; Mining EngineeringBu tez çalışması kapsamında sepiyolitin anyonik reaktifleri adsorplama yeteneği ve mekanizması araştırılmıştır. Sepiyolitin adsorpsiyon mekanizmasını belirlemek amacıyla orijinal ve aktive edilmiş sepiyolit yüzeylerine yüzey aktif bir madde olan sodyum dodesilsülfatın (SDS) adsorpsiyonu incelenerek çeşitli şartlarda adsorpsiyon izotermleri elde edilmiştir. Sepiyolitin adsorpsiyon özelliklerini daha iyi yorumlamak amacıyla sepiyolitin pH dengesi çözünürlüğü ve zeta potansiyel davranışı araştırılmıştır. Sepiyolitin pH 8. 5 'da tampon pH oluşturduğu ve pH düştükçe Mg çözünürlüğünün arttığı teyid edilmiştir. Kahverengi sepiyolitin pH'ya göre değişimi, iki farklı katı konsantrasyonunda (%0.2 ve %5) incelenmiş ve sepiyolitin sıfır yük noktaları, %0.2 ve %5 katı konsantrasyonlarında sırasıyla pH=3.2 ve 6.3 olarak elde edilmiştir. Literatürde çok kısıtlı veriler olmasından dolayı kahverengi sepiyolit ile elde edilen sonuçların mukayesesi yapılamamıştır. Sıfır yük noktalarındaki bu farklılık, artan katı konsantrasyonu sonucu süspansiyon içinde artan magnezyum iyon konsantrasyonu ve buna bağlı olarak ortamın artan viskozitesi ile açıklanmaktadır. Sepiyolitin adsorpsiyon özelliklerini araştırmak amacıyla kıvam süresi, katı konsantrasyonu gibi parametrelerin adsorpsiyon yoğunluğuna olan etkileri incelenmiştir. Buna göre optimum katı kınsantrasyonu 50mg/ml, kıvam süresinin ise 2 saat olduğu belirlenmiştir. Orjinal sepiyolitle oda sıcaklığında yapılan deneylerde çözeltiye geçen Mg iyonlarının SDS ile birleşerek Mg(DDS)2 çökeleği oluşturdukları ve bunun da gerçek adsorpsiyon değerini maskelediği tesbit edilmiştir. Çökeleğin etkisini belirlemek için elde edilen abstraksiyon değerlerinden çökelek değerleri çıkartılarak gerçek adsorpsiyon değerleri bulunmuştur. Orijinal sepiyolitle değişik sıcaklıklarda (40 ve 60°C) adsorpsiyon deneyleri yapılmış ve ortam sıcaklığındaki artışa bağlı olarak adsorsiyon yoğunluğunun azaldığı; ayrıca sistemde 25 ve 40 °C ortam sıcaklıklarında Mg(DDS)2 çökeleğinin oluşmasına rağmen 60oC'de çökelek görülmemiştir. pH'a göre yapılan adsorpsiyon deneylerinde adsorpsiyonun pH düştükçe artan çökelekten dolayı azaldığı bulunmuş ve en yüksek adsorpsiyon yoğunluğuna da tabii pH'da ulaşılmıştır. Sepiyolitin asit ve ısıl aktive edilmesi sonucu yüzey alanları orijinal sepiyolitin yüzey alanına göre 4-5 kat artmasına rağmen adsorpsiyon yoğunluğunda artış görülmemiş hatta orijinal sepiyolitin altına düşmüştür. Bu da ısıl ve asit işlemin hem su molekülünün yapısını bozduğunu hem de oktahedral tabakadaki magnezyum bağlantısını koparttığını ve bunun sonucunda da adsorpsiyonun düştüğünü göstermektedir. Katı yüzeyine reaktif adsorpsiyonunun termodinamik esaslarının incelenerek, adsorpsiyon verileri Frumkin, Uyarlanmış Frumkin, Langmuir ve Flory-Huggins modellerine uygulanmış ve bunlardan Uyarlanmış Frumkin modelinin SDS/sepiyolit sistemini en uygun temsil ettiği tesbit edilmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucu AG° yaklaşık olarak -3.40Kcal/mol AH0 ise -1.87 Kcal/mol olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar bize SDS'nin sepiyolit yüzeyine fiziksel olarak adsorplandığını göstermektedir.
-
ÖgeSeramikte Kaolen Kullanımının Polielektrolit Katkısıyla Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-09-09) Eygi, Mustafa Salih ; Ateşok, Gündüz ; Maden İşletme ; Mineral ProcessingTez kapsamında, önemli bir seramik hammaddesi olan kaolenin dökümle şekillendirilerek pişirilen seramik ürünlerdeki kullanım miktarının polielektrolit katkısıyla artırılması amaçlanmıştır. Bu çerçevede, çalışmalarda kullanılmak üzere 3’ü yerli ve 3’de ithal olmak üzere toplamda 6 farklı bölgeden değişik kaolen numuneleri temin edilmiş ve bunlar üzerinde anyonik karakterli 3 farklı polielektrolit ve sodyum silikat kullanılarak, sırasıyla; elektrokinetik, adsorpsiyon, reoloji ve döküm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elektrokinetik çalışmalarda, hiçbir kaolen numunesinde, gerek pH’ya gerekse de polielektrolit ve sodyum silikat konsantrasyonuna bağlı olarak sıfır yük noktası bulunamamıştır. Numunelerin zeta potansiyeli, ölçüm yapılan tüm pH değerlerinde ve polielektrolit-sodyum silikat konsantrasyonlarında sıfırdan küçük olup, ortam pH’sı ve ortamdaki polielektrolit ve/veya sodyum silikat konsantrasyonu arttıkça zeta potansiyel değerleri de mutlak değerce artış göstermiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında ise polilektrolitlerin kaolen alümina sitelerine sterik olarak adsorplandığı ancak adsorplanma miktarlarının kaolen pH’sı, özgül yüzey alanı ve boyut özelliklerine göre farklılıklar gösterdiği tespit edilmiştir. En yüksek polilektrolit adsorpsiyonu yoğunluğu, özgül yüzey alanı en büyük ve pH’sı en düşük olan kaolende, en düşük polielektrolit adsorpsiyonu yoğunluğu ise özgül yüzey alanı en küçük ve pH’sı en büyük olan kaolende gerçekleşmiştir. Reolojik çalışmalarda, polielektrolit ve sodyum silikat kullanımıyla hazırlanan tüm kaolen süspansiyonlarının newtoniyen olmayan Herschel-Bulkley akış modeline uyan bir akış davranışı sergilediği tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen döküm çalışmalarında, en yüksek döküm konsantrasyonu değerleri polielektrolitlerin kullanımıyla hazırlanan döküm çamurlarında elde edilmiştir. Bununla birlikte, kaolen içeriği ve kuru mukavemeti en yüksek seramik bünyelerin yine polilektrolit kullanımıyla hazırlanan döküm çamurlarından elde edildiği gözlenmiştir. Polielektrolitlerin kullanıldığı döküm çamurlarında, sodyum silikat kullanımına kıyasla döküm hızı düşmüş, ham mukavemet değeri ve kuru küçülme miktarları artmıştır.
-
ÖgeToksik ağır metal iyonlarının sepiyolit üzerine adsorpsiyon mekanizması / Mustafa Kara(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Kara, Mustafa ; Çelik, Mehmet Sabri ; 100712 ; Maden Mühendisliği ; Mining Engineering and MiningBu çalışmada, sorptif, reolojik ve katalitik özelliklerinden dolayı sayısız kullanım alanlarına sahip olan sepiyolit üzerine toksik ağır metal iyonlarının (kobalt, kurşun ve nikel) adsorplanma mekanizmalan incelenmiştir. Bu mekanizmalan açıklamak ve yorumlamak için orijinal, ısıl ve asit işlemle aktive edilmiş sepiyolit ile granül sepiyolit kullanılarak çeşitli sistematik adsorpsiyon deneyleri yapılmış ve bu deneylerde değişik konsantrasyonlarda kobalt, kurşun ve nikel iyonlarının tuzlan kullanılmıştır. Öncelikle sepiyolit minerali ayrıntılı bir şekilde karakterize edilmiş daha sonra asit ve asit + ısıl işlem ile aktive edilerek yüzey alanın değişimi belirlenmiş, aynca her bir ağır metal iyonu için değişik konsantrasyonlarda ve pH değerlerinde elektrokinetik özellikleri tesbit edilmiştir. Adsorpsiyon deneylerinde ise katı/sıvı oram, kıvam süresi, pH, sıcaklık, yüzey alanı, tane boyutu ve iyon konsantrasyonu gibi parametrelerin ağır metal iyonunun adsorpsiyonuna olan etkileri araştırılmıştır. Kobalt iyonu ile yapılan deneyler geniş kapsamlı tutulmuş, bu deneylerden elde edilen optimum şartlar diğer iyonlarla yapılan deneylerde sabit alınmıştır. Yapılan her deney grubunda, hem ağır metal iyonlarının hem de Mg iyonun çökme pH'sı göz önünde bulundurularak abstraksiyon izotermleri çizilmiştir. Süspansiyonun pH'sma bağlı olarak iyonlann çöktüğü gözlenen pH aralıklarında abstraksiyon izotermlerinden çöken miktarlar çıkartılarak gerçek adsorpsiyon izotermleri elde edilmiştir. Termodinamik verilerden faydalanılarak adsorpsiyonun hangi tip izoterm modeline uyduğu araştırılmıştır. Tüm bu ölçümlerde, sepiyolit süspansiyonlarının her ortamda pH=8.4 civarında tampon pH oluşturdukları, Mg çözünürlüğünün pH düşüşüne bağlı olarak hızlı bir şekilde arttığı tesbit edilmiştir. Zeta potansiyel ölçümleri, sepiyolitin negatif yük sergilediğini ve sıfır yük noktasının pH=6 civarında olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon deneyleri sonucunda optimum katı/sıvı oram 0.05 (0.5 g sepiyolit/ 10 mi ağır metal iyonu çözeltisi) ve kıvam süresi 2 saat olarak belirlenmiştir. Kobalt iyonu ile yapılan deneylerde sıcaklık artışına bağlı olarak (20° C, 30° C ve 40° C) adsorpsiyon yoğunluğunun, düşük konsantrasyonlarda değişmediği, xııı yüksek konsantrasyonlarda ise bir miktar arttığı tesbit edilmiştir. Bu durum, kobalt ve magnezyum iyonlarının difüzyon yolu ile hareket etme kabiliyetinin bir miktar artmasına, çözeltiye geçen magnezyum iyonu ile kobalt iyonunun sıcaklık artışına bağlı olarak kolayca yer değiştirmesine ve eğer ortamda varsa mevcut kobalt hidroksit çökeleğinin artan sıcaklıklarda çözünmesine bağlanmaktadır. pH'ya bağlı olarak yapılan kobalt adsorpsiyon deneyleri sonucunda, pH < 4 değerinde adsorpsiyon gittikçe azalmakta, pH = 4-8.2 arasmda ise hızlı bir adsorpsiyon olayı gözlenmektedir. pH = 8.2'den sonra ise, kobalt iyonlarının çalışılan konsantrasyonda kompleks hidroksit bileşikleri oluşturarak çökmeye başlaması sebebiyle adsorpsiyon azalmaktadır. Bu durum kobalt iyonunun pH - pC grafiğinde de açıkça görülmektedir. Asit ile aktive edilmiş ve yüzey alam arttırılmış sepiyolit ile yapılan kobalt adsorpsiyon deneyleri sonucunda, yüzey alam artmış sepiyolitin daha fazla kobalt iyonu adsorbe etmesi beklenirken, adsorpsiyon yoğunluğu belirgin bir şekilde düşmüştür. Asit ile aktivasyon, sepiyolitin yapısında bulunan makrogözenekliliği mikrogözeneldiüğe dönüştürmektedir. Dolayısıyla nukrogözenekliliğin daha fazla olması iyon değiştirmeyi zorlaştırmakta ve adsorpsiyonu düşürmektedir. Ayrıca adsorpsiyonun azalması, aktivasyon sonucunda tetrahedral tabakanın dış yüzeylerinde Siloksan (Si-O-Si) bağlarının kırılması sonucu oluşan ve lif ekseni boyunca oluşan Silanol (Si-OH) gruplarının daha fazla olması ve Mg+ iyonlarının tamamen yapıdan uzaklaştırılmasına bağlanmaktadır. Granül ile yapılan adsorpsiyonda ise bir miktar artış gözlenmiştir. Adsorpsiyon deney verileri termodinamik açıdan incelenmiş ve çeşitli modellere (Frumkin, Uyarlanmış Frumkin, Langmuir ve Flory-Huggins) uygunluğu araştırılmıştır. Buna göre en uygun modelin Uyarlanmış Frumkin modeli olduğu belirlenmiştir. Serbest adsorpsiyon enerjisi (AG°ads) değerlerinden hareketle adsorpsiyonun kendiliğinden oluştuğu, adsorpsiyon entalpisi (AH° ads) değerinin 40 kJ/mol'den düşük çıkması adsorpsiyonun fiziksel olduğunu ve entropi (-TAS°ads) değerinin serbest adsorpsiyon değerinden büyük çıkması da adsorplanma mekanizmasının entropi güdümlü olduğunu göstermektedir. ?I Kurşun iyonu ile yapılan deneylerde, (2.5 x 10" mol/1 konsantrasyon için) pH = 5.32 değerine kadar hızlı bir adsorpsiyon meydana gelmekte ve bu değerden sonra çökelmelerin oluşmasıyla adsorpsiyon azalmaktadır. Nikel iyonu ile yapılan deneyde ise, adsorpsiyonun azalmaya başladığı pH değeri 7.95 olarak belirlenmiştir. Her iki iyon kullanılarak yapılan adsorpsiyon deney verilerinden hareketle, kobalt deneyinde de olduğu gibi adsorpsiyon izoterminin Uyarlanmış Frumkin modeline daha iyi uydukları tesbit edilmiştir. Tüm adsorpsiyon deneyleri sonucunda açığa çıkan Mg iyonu ile adsorplanan metal iyonları arasındaki bire bir ilişki incelenmiştir. Metal iyonu ile Mg iyonu arasındaki bu ilişkinin mol bazında eşdeğer olduğu tesbit edilmiş ve bu nedenden dolayı adsorpsiyon mekanizmasının esas olarak iyon değiştirme mekanizması tarafından denetlendiği anlaşılmıştır. Bu sonuçlardan adsorpsiyon verimlilik sırasının xıv Pb+2 > Co+2 > Ni+2 şeklinde değiştiği bulunmuştur. Bu sıralama benzer kil mineralleri için elde edilen literatür bilgileriyle de doğrulanmaktadır.