Sol-jel yöntemi ile kil esaslı altlık üzerine La2O3 solüsyon kaplama ve seramik membran üretimi

Abstract

Bu çalışmada, sol-jel prosesi uygulanarak kil esaslı poroz altlık üzerine daldırarak kaplama yöntemi ile %4 La203 katkılı alümina (AI203) jel kaplanarak seramik membran üretilmiştir. Kaplama solüsyonu Böhmit (AIOOH, Keith Ceramicies Ltd.), La2(N03)3.6H20 (Sigma), PVA (72000gr/mol, Merck), distile su ve HN03 (Merck) kullanılarak hazırlanmıştır. Katkılı (%2 La203 ve %4 La203) ve katkısız olarak hazırlanan alümina jeller 700 - 1200 °C'de kalsine edildikten sonra termal stabiliteleri incelenmiştir. Termal stabilitesi en iyi olan jelin %4 La203 katkılı olarak hazırlanan alümina jel olduğu tesbit edilmiştir. Katkısız alümina jelde 1200 °C'de y-AI203 - a-AI203 faz dönüşümü meydana gelmiştir. Buna karşın %4 La203 katkısı ile bu faz dönüşümü engellenmiş ve böylece y-AI203 ( y + 9-AI203 ) fazındaki jel tabakasında yüksek sıcaklıklarda dar gözenek boyut dağılımlı (3-15 nm) ve yüksek gözenek yüzey alanlı (113 m2/g, 1000°C'de ) yapı korunmuştur. y-AI203 membran tabakasının 5-7 [im kalınlığında olduğu tesbit edilmiştir. Anahtar kelimeler : Sol-jel kaplama, y-A/203, Gözenek, Isısal kararlılık, SEM, Membran

In this work, the sol-gel process was used for 4 wt % La203 + 96 wt % Al203 ceramic membran were prepared by dip-coating of a sol on the clay-based porous substrate. The coating solution was prepared by using Boehmite (ALOOH), La-nitrate (La2(N03)3.6H20), PVA (mw=72000), distilled water and HN03. Thermal stabilities of the Al203 gels without and with La203 (2 and 4 wt%) additions were studied after calcining from 700 to 1200°C. The highest thermal stability was achieved with 4 wt % La203 addition. The y- to a-AI203 phase transformation took place at 1200°C for the alumina gel without La203 addition. On the other hand, this phase transformation was inhibited by addition of 4 wt % La203. The resultant y-AI203 ( y + 6 - Al203 ) retained its narrow pore size distribution and small pore sizes ( between 3 -15 nm ) and high pore surface area (113 m2/g) at higher temperatures. The thickness of the y-AI203 membrane layer was between 5-7 /im. Key Words : Sol-gel coating, ^Al203, Porosity, SEM, Thermal stability, Membran