Killerden Üretilen Spinel Yapıların Farklı Boyar Maddelerin Gideriminde Değerlendirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Elif Sencar
Eş Danışman: Fatma Tuğçe DUMANLI
Danışman: Emek Derun
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son zamanlarda ilgi çekici optik, elektriksel, manyetik özellikleri ve yapıları sebebi ile spinel grubu bileşikler bilim ve mühendislikte büyük ilgi gören çok yönlü malzemelerdir. Kobalt alüminat (CoAl2O4) spinel grubu bileşiklerinin önemli bir üyesidir. Kobalt alüminatın karakteristik özelliği "Parlak mavi" veya "Thenard mavisi" olarak adlandırılan bir renge sahip olmasıdır. Yüksek mekanik direnç, kimyasal ve termal stabilite, mükemmel renk performansı gibi benzersiz özellikleri ile kobalt alüminat, çeşitli malzemelerin renklendirilmesinde, nem sensörlerinde, organik kirleticilerin fotodegradasyonunda ve yanma reaksiyonlarının katalizörleri olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Literatürde sol-jel, hidrotermal, katı hal, yanma, birlikte çöktürme, nitrat, poliakrilamid jel, mikrodalga destekli koloidal teknik gibi çeşitli yöntemlerle üretilen kobalt alüminat, bu çalışmada ultrasonik destekli birlikte çöktürme yöntemi ile başarı bir şekilde sentezlenmiştir. Ancak literatürden farklı şekilde, alüminyum kaynağı olarak kimyasal kullanmak yerine doğal bir kaynak olan kil hammaddesi alüminyum kaynağı olarak kullanılmıştır. Kobalt alüminat üretimi için optimum koşulların belirlenmesi amacı ile değişen sentez parametrelerinde (Co/Al oranı, pH, karıştırma süresi, kalsinasyon sıcaklığı ve kalsinasyon süresi gibi) deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda optimum parametreler Co/Al oranı için 0,5 (mol/mol), karıştırma süresi için 10 dakika, pH için 5, kalsinasyon sıcaklığı için 1100 ºC ve kalsinasyon süresi için 1 saat olarak belirlenmiştir. Kolorimetrik renk analizi ölçümlerinde en düşük b* değeri -25,77 ile optimum numune olarak belirlenen K-13 kodlu örnekte gözlenmiştir. Seçilen K-6, K-8, K-13 ve K-14 kodlu numunelerin karakterizasyon çalışmaları X-Işını Difraktometresi (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen numunelerin XRD desenleri '01-082-2250' numaralı toz kırınım dosyası ile eşleştirilerek spinel olarak tanımlanmıştır. FT-IR analiz sonuçları ilgili dört numune için yaklaşık 1091, 790, 689 cm-1 karakteristik bant değerleri ile CoAl2O4 spinel faz oluşumu ile ilişkilendirilmiştir. Optimum olarak seçilen K-13 kodlu numunenin Termogravimetrik ve Diferansiyel Termal Analiz (TG-DTA), Taralamalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve fotobozunma karakterizasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Termal analiz sonuçları numune yapısının 1100 °C'ye kadar stabilitesini kanıtlamıştır. SEM sonuçlarına bakıldığında parçacık boyutu dağılımları 100–400 nm arasında bulunmuştur. Fotobozunma çalışmaları UV reaktörde gerçekleştirilen optimum numunenin, 150. dakikada %74'lük bir giderim ile Kongo kırmızısı boyar maddesini giderdiğini göstermiştir. Diğer boyar maddelerden olan Metilen mavisi ve Metil turuncusunu ise 360.dakikada sırasıyla %81 ve %55 oranında giderdiği görülmüştür.