Mezogözenekli Silikanın Morfolojik Kontrollü Sentezi ve Metilen Mavisi Adsorpsiyonu Üzerindeki Etkisi

Erdem B., Erdem S.

Kromatografi XXI, Aydın, Türkiye, 14 - 16 Haziran 2023, ss.58

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Aydın
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.58
  • Bursa Uludağ Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Mezogözenekli silikanın morfolojisi ve dokusal özellikleri adsorpsiyon uygulamaları için çok önemlidir ve bu amaçla mezogözenekli silika filmler, küreler ve lifler sentezlenmektedir [1]. Asidik ortamda triblok kopolimerlerinin mezoskopik olarak düzenlenmesi ve silikanın triblok kopolimerle organize olarak yoğunlaşması, katılaşan inorganik ağın izin verdiği en düşük enerjili silika-sürfaktan mezofaz yapısının oluşumuyla sonuçlanır [2,3]. Bu çalışmanın amacı, iki farklı silika kaynağını (TMOS, tetrametil ortosilikat ve TEOS, tetraetil ortosilikat) kullanarak mezogözenekli silika morfolojisini kontrollü bir şekilde değiştirmek ve bu değişikliğin metilen mavisi adsorpsiyonu üzerindeki etkisini araştırmaktır. SEM analizlerine göre, TMOS fiber şekilli mezogözenekli silika oluşumuna neden olurken, daha uzun bir alkil orto silikat olan TEOS silika kaynağı olarak kullanıldığında, benzer sentez koşulları altında halat şekilli mezogözenekli silikanın oluştuğu gözlemlenmiştir. Oldukça düzgün bir çap boyutuna sahip fiber şekilli mezogözenekli silika, silikat türlerinin daha hızlı yoğunlaşması nedeniyle daha yüksek yüzey eğrilme enerjisi gösterir ve bu durum lif benzeri makro yapının oluşmasına neden olur. Öte yandan, halat şekilli mezogözenekli silika da benzer çap boyutuna sahip olsa da TEOS için daha yavaş yoğunlaşma oranı, daha kavisli halat şekilli bir morfoloji sağlar ve bu halatlar buğday benzeri bir makroskopik yapı halinde toplanır. N2- adsorpsiyon/desorpsiyon analizlerine göre, her iki mezogözenekli silika silindirik kanallara sahip yapılar için olan H1 tipi histeresizi ile mikrogözenekli/mezogözenekli malzemeler için geçerli olan tip IV izotermi vermiştir. Her iki mezogözenekli silika yüksek toplam yüzey alanı, gözenek hacmi ve gözenek boyutuna sahip olmakla birlikte, fiber şekilli mezogözenekli silikanın mikrogözenek yüzey alanının ve mikrogözenek hacminin halat şekilli olanınkinden daha fazla olduğu belirlenmiştir. Bu durum, mezogözeneklerin mikrogözenekler aracılığıyla birbirlerine ve partiküllerin dış yüzeyine tutundukları bu yapılarda [4,5], gözenek duvarlarının yakın olduğu fiber şekilli mezogözenekli silikada daha kuvvetli adsorbent-adsorbat etkileşimine neden olmuştur. Sonuç olarak, fiber şekilli mezogözenekli silika ile % 74 metilen mavisi giderimi gerçekleşirken, bu değer aynı deneysel koşullar altında halat şekilli mezogözenekli silika için % 65 olarak bulunmuştur.