Katman yapılı minerallerinde sorpsiyonun yapıdaki etkisinin kimyasal ve fiziksel yöntemlerle incelenmesi

Abstract

ÖZET Doktora Tezi KATMAN YAPILI KİL MİNERALLERİNDE SORPSİYONUN YAPIDAKİ ETKİSİNİN KİMYASAL VE FİZİKSEL YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ Hayrettin KÜÇÜKÇELEBİ Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Nizamettin ARMAĞAN 1997, 116 Sayfa Jüri : Prof. Dr. Nizamettin ARMAĞAN Prof. Dr. Ali DEMİRTAŞ Yrd. Doç. Dr. Ayhan ÖZMEN Bu çalışmada kullanılan kil örneği Enez-Edirne bölgesinden temin edilmiştir. Kil boyutu olan 2 um ve altı sedimentasyon tekniği ile elde edilmiş ve kil, yapısında bulunan kum, karbonat, organik madde ve amorf demir gibi sasızlıklardan kimyasal yöntemler kullanılarak arındırılmıştır. Kilin kimyasal analiz sonuçlan kullanılarak, kilin birim hücre formülü ile katman yükü hesaplanmış ve kilin Ca-montmorillonit türünde olduğu bulunmuştur. Kile metüamin ve metilamin hidroklorür sulu çözeltilerinden adsorplanmış ve adsorpsiyon izotermleri belirlenmiştir. Her iki organik bileşiğin adsorpsiyonunun Langmuir izotermine uyduğu bulunmuştur. Adsorplanmamış kil ile kil-organik komplekslerinin XRD desenlerinin bazal aralıkları (d001) karşılaştırılarak, metilamin molekülü ve metilamonyum katyonunun montmorillonitin katmanları arasındaki yönelimi belirlenmiştir. İR spektrumlarının karşılaştırılmasından metilamin molekülü ile metilamonyum katyonunun kil yüzeyine bağlanma mekanizmaları tartışılmıştır. Organik maddelerin kilin DTA-TG eğrilerinde neden olduğu değişmeler incelenmiştir. Deneysel ve teorik XRD desenleri arasında uyum sağlatılarak C ve N atomlarının kil- organik kompleksleri içindeki z-konumlan bulunmuştur. Anahtar Kelimeler : kil-organik kompleksleri, adsorpsiyon izotermleri, x~ışını kırınımı, infrared spektroskopisi, DTA-TG eğrileri.

ABSTRACT PhD Thesis THE STUDY OF THE EFFECT OF SORPTION ON THE STRUCTURE OF THE LAYERED CLAYS BY USING CHEMICAL AND PHYSICAL METHODS Hayrettin KÜÇÜKÇELEBİ Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physics Supervisor : Prof. Dr. Nizanıettin ARMA?AN 1997, 116 Pages Jury : Prof. Dr. Nizamettin ARMA?AN Prof. Dr. Ali DEMİRTAŞ Assist. Prof. Dr. Ayhan ÖZMEN The clay sample used this work was obtained from Enez-Edirne. The smaller than 2 urn fraction of the clay was seperated by sedimentation and soil, carbonate, organical materials 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. Methylamine and methylamine hydrochloride were adsorbed from aqueous solutions on the clay and the adsorption isoterms were determined. It was deduced that the adsorption process of both organic compounds agrees with Langmuir isoterm. Orientations of methylamine molecule and memylammonium cation between the layers of montmorillonite were determined by comparing the basal spacings (d001) of XRD patterns of the nonadsorbed clay and clay-organic complexes. The binding mechanisms of methylamine molecule and memylammonium cation 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 z-positions of C and N atoms in clay-organic complexes were determined by fitting a theoretical model to the experimental XRD patterns. Key Words : clay-organic complexes, adsorption isoterms, x-ray diffraction, infrared spectroscopy, DTA-TG curves.