Monolitik silika aerojel eldesi ve karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: ŞEYDA GETİR

Danışman: HABİBE CANAN CABBAR

Özet:

Bu çalışmada sol-jel tekniği kullanarak monolitik silika aerojelin sentezlenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada silika kaynağı olarak; Tetrametil ortosilikat (TMOS) kullanılmıştır. Sol haline getirilen numune, şırınga içinde jelleştirilmekte ve yaşlandırma ile kurutma basamağında ise numuneler şırıngadan çıkartılmaktadır. Isıl işlem (550 oC) yapıldıktan sonra 1 cm çapında, 4 cm boyunda silindirik monolitik (opak-şeffaf) yapı elde edilmiştir. Sol oluşturma basamağında, katalizör olarak kullanılan asetik asitin farklı miktarlarında (2-4 ml) ve derişimlerinde (0,05-0,1 M) çalışmalar yapılmıştır. Yapılan çalışmada asit miktarları arttıkça yüzey alanının düştüğü gözlemlenmiştir. Yaşlandırma sırasında kullanılan amonyum hidroksit derişiminin monolitik silika aerojelin yüzey alanına etkisinin de olduğu belirlenmiştir. Araştırılan diğer parametreler ise jelleşme, yaşlandırma ve kurutma sıcaklıklarıdır. Jelleşme sıcaklığı (30-60 oC) ve yaşlandırma sıcaklığı (70-85 oC) değiştirildiğinde monolitik silika aerojel yüzey alanında ve ortalama gözenek çap değerlerinde değişim belirlenmiştir. Jelleşme ve yaşlandırma sıcaklıkları arttıkça monolitik silika aerojel yapısının daha şeffaf ve kırılgan olduğu gözlenmiştir. Kurutma sıcaklığı (40-100 oC) arttıkça yüzey alanının azaldığı belirlenmiştir. Deneysel çalışmalarda aynı şartlarda elde edilen yüzey alan değerleri birbirine yakın çıkarak, deneylerin tekrarlanabilirliği gözlenmiştir. Son olarak farklı TMOS/Polietilenglikol (PEG) oranında çalışmalar yapılmıştır. TMOS/PEG oranı arttıkça yüzey alanında azalma gözlenmiştir. Üretilen numunelerin Fourier kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analiziyle bağ yapıları, Termal gravimetrik analiz (TGA) sonuçlarıyla termal dayanıklılığı araştırılmıştır. Taramalı elektron mikroskopu (SEM) analizleriyle de yapının monolitikliği ve gözenekliliği doğrulanmıştır. Bilim