Aktifleştirilmiş bentonit yüzeyleri üzerinde formik asit ve formamidin adsorpsiyonu / Saim Topçu; Danışman Osman Çakır.

Abstract

Bu çalışmada bir ön hazırlama işleminden geçirilen ham bentonit numuneleri aktifleştirme amacıyla farklı konsantrasyonlarda sülfürik asit ile etkileştirildi ve kilde bulunan değiştirilebilir katyonlar Cu2+ ve Pb2+ katyonları ile yer değiştirildi. Yapıda meydana gelen fiziksel ve kimyasal değişimler kimyasal analiz, IR spektroskopisi, X- ışınları kırınımı metodu, Diferansiyel termik analiz ve yüzey asitliği tayinleri yapılarak incelendi. İkinci bölümde asitle aktifleştirmenin ve katyon değişiminin formik asit ve formamid moleküllerinin bentonit yüzeylerindeki adsorpsiyon mekanızmaları üzerinde bir değişiklik meydana getirip getirmediği IR spektroskopisi yardımıylaaraştırıldı. Mineralin asitleaktifleştirilmesi neticesinde kimyasal bileşimi değişerek SİO2 miktarında artma, AI2O3, Fe2O3 ve MgO miktarında azalma görülürken CaO miktarının ise değişmediği gözlendi. Minerale ait DTA izlerindeki karakteristik pikler kayboldu. X-ışınları toz kırınımı spektrumları ile montmorillonit 15A yapısında olduğu teyit edilen saf bentonitin asitle muamelesinin ardından SİO2'e ait pik şiddetlerinin arttiğı gösterildi. Katyon değiştirme prosesinin bentonit tabakaları arasındaki uzaklığın değişmesine neden olduğu tespit edildi. IR verileri, asitle aktifleştirmenin serbest silikadan kaynaklanan pik şiddetlerini arttırdığına, oktahedral tabakadan kaynaklanan titreşim bantlarının şiddetlerini azalttığına ve daha yüksek konsantrasyonlarda ise yok ettiğine işaret etmektedir. Yüzey asitliğinin asitle aktifleştirme takdirinde başlangıçtakine göre yaklaşık on kat arttığı bulunmuştur. Başlangıçta asit konsantrasyonu arttıkça artan yüzey asitliği, belirli bir konsantrasyondan sonra belirgin şekilde azalmıştır. IR spektroskopisi verilerine dayanılarak değişik bentonit yüzeylerini asitle aktifleştirmenin formik asit adsorpsiyonunda değişikliğe neden olmadığı molekülün yüzeye hidrojen bağlarıyla fiziksel olarak bağlandığı anlaşılmıştır. Formik asit katyon değiştirilmiş bentonit yüzeyleri üzerinde kimyasal adsorpsiyona uğrayarak iki dişli format iyonlarına dönüşmektedir. Formamid molekülü bentonit üzerinde oksijen atomu üzerinden protonlanarak kemisorbe olmaktadır. Böylelikle, O-protonlanması moleküldeki C=O grubunun çiftbağ karakterini azaltmaktadır. Formamid türlerinin bazıları değiştirilebilir katyonlara koordine halde de bağlanabilir.