Kil minerallerinde adsorpsiyonun etkisinin kırınım yöntemleriyle incelenmesi

Abstract

ÖZET Doktora Tezi KİL MİNERALLERİNDE ADSORPSİYONUN ETKİSİNİN KIRINIM YÖNTEMLERİYLE İNCELENMESİ Mehmet TAŞER Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Nizamettin ARMAĞAN 1998, 100 Sayfa Jüri : Prof. Dr. Nizamettin ARMAĞAN Prof. Dr. Yalçın ELERMAN Prof. Dr. Hüseyin YÜKSEL Bu çalışmada kullanılan kil örneği Enez-Edirne bölgesinden temin edilmiştir. Kil tane boyutu olan 2 um ve altı sedimentasyon yöntemiyle elde edilmiş, kilin yapısında bulunan kum, karbonat, organik madde ve amorf demir gibi safsızlıklar kimyasal yöntemlerle yapıdan uzaklaştırılmıştır. Kimyasal analiz sonuçları kullanı larak kilin birim hücre formülü ile katman yükü hesaplanmış ve kilin Ca- montmorillonit türünde olduğu bulunmuştur. Dimetilamonyum ve trimetilamonyum klorür tuzlan sulu çözeltilerinden kile adsorplanmıştır. Adsorpsiyon işleminden sonra kil ve kil-organik komplelerinin XRD kırınım desenlerinin bazal aralıkları karşılaştırılarak organik katyonların katmanlar arasındaki konum ve yönelimleri belirlenmiştir. İR spektrumlarının karşılaştırılmasından da dimetilamonyum ve trimetilamonyum katyonlarının kil yüzeylerine bağlanma mekanizmaları tartışılmıştır. Organik maddelerin kilin DTA- TG eğrilerinde neden olduğu değişmeler incelenmiştir. Deneysel ve hesaplanan kırınım desenleri arasında uyum sağlatılarak katmanlararası katyon konumları bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: kil-organik kompleksleri, x-ışını kırınımı, parçacıkların kalınlık dağılımı, infrared spektroskopisi, DTA-TG analizi, profil analizi.

ABSTRACT PhD Thesis THE STUDY OF THE EFFECT OF ADSORPTION ON THE CLAY MINERALS BY USING DIFFRACTION METHODS Mehmet TAŞER Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. Nizamettin ARMA?AN 1998, 100 pages Jury: Prof. Dr. Nizamettin ARMA?AN Prof. Dr. Yalçın ELERMAN Prof. Dr. Hüseyin YÜKSEL The clay sample used in this work was obtained from Enez-Edirne. The smaller than 2 um fraction of the clay was seperated by sedimentation and soil, carbonate, organical material and amorphous ferrium are removed from the clay samples by chemical methods. The structural formula of the clay had been calculated from the chemical analysis and found that the clay is Ca-montmorillonite type. Dimethylammonium chloride and trimethylammonium chloride salts were adsorbed from aqueous solutions on the clay. After the adsorption process, positions and orientations of dimethylammonium and trimethylammonium cations between the layers of the montmorillonite were determined by comparing the basal spacings of XRD patterns of the nonadsorbed clay and clay-organic complexes. The binding mechanisms of dimethylammonium and trimethylammonium cations on the clay surface were discussed by comparing the IR spectra. The changes caused by the organic matters in the DTA-TG curves of the clay were analyzed. The positions of the interlayer cations in the clay-organic complexes were determined by fitting a calculated XRD pattern to the experimental one. Key Words: clay-organic complexes, x-ray diffraction, particle size distribution, infrared spectroscopy, DTA-TG analysis, profile analysis.