KAOLİNİT KİLİNİN ADSORPSİYON KAPASİTESİNİN ARTTIRILMASINA YÖNELİK MODİFİKASYON DENEMELERİ

Abstract

Su arıtımında kil mineralleri en önemli malzemelerden biridir. Tehlikeli kirleticilerin su ortamından kil mineralleri ile giderilmesi oldukça önemli bir işlemdir. Adsorban olarak kullanılan killer, ağır metallerle kirletilmiş atık sulardaki metal katyonlarının, kilin tabakaları arasındaki katyonlarla yer değiştirmesine olanak sağlar, bu özelliği ile kil, atıksuların arıtılmasına katkıda bulunur. Son zamanlarda, yüksek verimlilik, kullanımının kolaylığı ve geri kazanım avantajlarından dolayı, su arıtımı amacıyla kaolinit ve simektit killerin kullanımı çok yaygınlaşmıştır. Modifikasyon, gözenek boyutunu ve aktif yüzey alanını arttırdığından, bu işlemle kil yüzeyinin adsorpsiyon özellikleri geliştirilmiş olur. Modifikasyonun ekonomik ve çevreci yaklaşımları göz önüne alındığında çağımız dünyasında önemli bir yere sahip olduğu görülmektedir. Geçmişten günümüze kadar çeşitli uygulamaları bulunan ve halen devam eden çalışmalar bilinmektedir. Bu çalışmada kaolinit kilinin adsorpsiyon kapasitesi üzerinde önemli etkiye sahip yüzey özellikleri değişik modifikasyonlarla değiştirilerek ham kil ile modifiye killerin karakterizasyonları incelenmiştir. Modifikasyon çalışmaları ısı ile, asit ile ve tuz çözeltisi ile ayrı ayrı gerçekleştirilmiş ve kil yapısındaki olası değişimler ham kil ve modifiye killer arasında XRD, XRF sonuçları ve SEM-EDX görüntüleri ile karşılaştırılmıştır. Modifiye killer; ham kaolinit kilinin, magnezyum klorür (MgCl.6H2O) ile doyurulmasıyla (K- MgCl.6H2O), 500 oC’ de kalsine edilmesiyle (K-500) ve Sülfürik asit (H2SO4) ile doyurulması ile (K- H2SO4) elde edilmiştir. Elde edilen modifiye killerin yüzey gözeneklerindeki değişim ve karakterizasyonları, XRD ve SEM görüntüleme yöntemleriyle belirlenmiştir. Modifiye edilmiş kil yüzeyleri ham kaolinit kil yüzeyi ile karşılaştırılmıştır. Yüzey gözeneklerindeki artış en fazla K MgCl.6H2O modifikasyonuyla elde edilmiştir. K-500 ve K- H2SO4 modifikasyonlarında da aktif yüzey alanı artmıştır. Modifiye killerin bileşenleri için SEM-EDX analizi sonucunda modifiye edilmiş kil içeriğinde ağırlıklı olarak Alüminyum (Al), Silisyum (Si), Oksijen (O2), Magnezyum (Mg), Mangan (Mn), Krom (Cr), Kalsiyum (Ca) ve Kükürt (S) elementlerine rastlanılmıştır. Ayrıca görüntülemenin yapılabilmesi için analiz sırasında altın kaplama işlemi nedeniyle Altın (Au) elementi yüksek oranda tespit edilmiştir.