Zeolitlerin kristal yapıları sınıflandırılması kullanım alanları ve sentetik olarak elde edilmesi

Abstract

IV ÖZET Zeolitler, alkali ve toprak alkali elementlerin kristal yapıya sahip, sulu alümünosilikatlan olarak tanımlanır. Zeolit sözcüğü Yunan'ca kökenlidir. Zeo (kaynayan) litos (taş), yani kaynayan taş anlamına gelmektedir. Zeolit mineralini ilk kez, 1756 yılında isveçli mineralog Axel Fredrick Cronstedt, isveç'in Lappark bölgesinde Svappari bakır ocaklarında bulmuştur. Zeolitlerin günümüzde birçok kullanım alanı vardır. Bu mineral, teknoloji ve endüstrinin gelişmesiyle, giderek artan önemli bir role sahip olmaktadır. Örneğin, yağların ağartılması, saf oksijen eldesi, radyoaktif atıkların temizlenmesi, baca gazlarının temizlenmesi, toprak ıslah çalışmaları ve petrol üretimi gibi geniş bir kulanım alanına sahiptirler. 18.yy'ın ikinci yansından bu yana volkanik kayaların oyuk ve kovuklarında bulunan zeolit minerali, kristal yapılı mineraller içerisinde yerini almıştır. 1925 yılında Weigel ve Steinhoff, suyu uçurulmuş zeolitlerin çok küçük organik molekülleri adsorpladıklannı, fakat büyük molekülleri adsorplamadıklannı gözlediler. Zeolitler, molekülleri büyüklüklerine göre ayırma özelliklerinden dolayı, 1932 yılında Mc Bain tarafından moleküler elek olarak adlandırılmıştır. Günümüzde birçok doğal zeolitin sentetik kopyası yapılmıştır. Hatta doğal olarak bulunamayan zeolitlerin, mükemmel kristal yapıya sahip, ticari bakımdan önem taşıyan türleri elde edilmiştir. Bu çalışmada, zeolitlerin kristal yapılan incelenmiştir. Bunun için ilk önce zeolitlerin tanımı yapılmış ve tanımlamada kullanılan temel kavramlar üzerinde durulmuştur. Bundan sonra zeolitlerin, Breck ve Meier tarafından yapılan, sınıflandırması verilmiştir. Daha sonra, doğal zeolitlerin oluşum ortamlan, Türkiye' deki zeolitler, zeolitlerin kullanım alanlan, adsorpsiyon, iyon değişimi, kinetik, seçimsellik, zeolit kristalizasyonunda kinetik ve mekanizmalar, sentetik zeolitler ve zeolit sentezinin bileşenleri üzerinde durulmuştur. Son olarak ticari öneme sahip, bazı sentetik zeolitlerin yapılan ele alınmıştır.

SUMMARY Zeolites can be defined as hydrous aluminosilicates of alcali and alcaline-earth elements which have crystal structure. The origin of the word of ' zeolite ' dates from ancient Greek. The word of `zeo` means boiling and ` litos ` means stone; that is to say zeolite is synonym with the statement of 'boiling stone.' Zeolite mineral, firstly, was found within a copper mine, in Svappari, on area of Lappark, Sweden in 1756 by a Swedish minearologist, Axel Fredrick Cronstedt. Recently, zeolites have been used in many applications. This mineral, in view of the technological and industrial improvements, has become more important, e.g. zeolites are widely used in numerous applications such as bleaching the oils, production of pure oxygen, purification of radioactive wastes and funnel gases, soil enrichment and petroleum refining processes. Since the second half of 18 th century, zeolite mineral which occurs in cavities of volcanic rocks has taken place among the crystallographic minerals. In 1925, Weigel and Steinhoff observed that dehydrated zeolites do not adsorb large molecules but small ones. Zeolites, because of their different properties in accordance with their sizes, were called as 'molecular sieves' by Mc Bain, in 1932. Today synthetic duplicates of many natural zeolites have been produced. Furthermore, zeolites having excellent crytallographic structures which are not available naturally and have commercial significance have succesfully been generated. In this study, the crystallographic structure of zeolites were examined. In order to achieve this, firstly, a definition for zeolites was given and fundamental concepts encountered in the text were explained. Then, a classification for zeolites which postulated by Breck and Meier was presented. Hereupon, some subjects such as the formation conditions of zeolites, zeolites in Turkey, application fields of zeolites, adsorption, ion exchange, kinetics, selectivity, crystallization kinetics and mechanisms, synthetic zeolites, and compenents of zeolite synthesis were taken up. Finally, some zeolite structures which have commercial significance were considered.