Stronsiyum adsorpisyonu için hidrate zirkonyum dioksit tozlarının hazırlanması
Preparation of hydrous zirconium dioxide powders for strontium adsorption
Yazar: SÜLEYMAN İNAN
Danışman: DOÇ.DR. HÜSEYİN TEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Stronsiyum iyonlarının adsorpsiyon davranışım incelemek amacıyla üç tip hidrate zirkonyum dioksit hazırlanmıştır. İlk tip, 0.5 M Z1OCI2 çözeltisi üzerine pH=4 yapacak şekilde İM NaOH çözeltisinin ilavesiyle hazırlanmış ve ikinci tip birincinin tersine, 1 M NaOH çözeltisi üzerine pH=12 yapacak şekilde 0.5 M ZrOCk çözeltisinin ilavesiyle hazırlanmıştır. Üçüncü tip, ürenin çöktürme ajanı olarak kullanılması ile, geniş tane boyutu dağılımına neden olan lokal çökme gibi problemleri engellemenin yanında, pH' m uniform değişmesini teşvik ederek yavaş polimerizasyonu sağlayacak şekilde hazırlanmıştır. Hidrate zirkonium dioksit jeli, ICP-OES, DTA/TGA, FTIR, XRD, Tane Boyutu Dağılımı ve Özgül Yüzey Alam analizleri ile tanımlanmış ve karakterize edilmiştir. Stronsiyum adsorpsiyonunu etkileyen; pH, sıcaklık, çalkalamasüresi, tane boyutu ve rekabet eden iyonlara karşı selektivite gibi parametreler, en yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olan pH =12 de çöktürülmüş hidrate zirkonyum dioksit jeli için araştmlmıştır.. Çöktürücü ajan olarak üre kullanılarak hazırlanan üçüncü adsorban, ikinci tip adsorban ile Kd (dağılım katsayısı) ve selektiflik yönünden karşılaştırılmıştır. Birinci tip (pH=4' de çöktürülmüş hidrate zirkonyum dioksit jeli) stronsiyumu adsorplamada gerçekten çok başarısız olmuştur. Sorpsiyon verileri Langmuir denkleminin terimleri olarak yorumlanmıştır. Termodinamik parametreler ikinci tip adsorban sorpsiyon sistemi için üç farklı sıcaklıkta saptanmıştır. AH0 = 100.47 kJ/mol ve AG° = -24.73 U/mol 313 K' de, değerleri stronsiyumun hidrate zirkonyum dioksit jeli üzerine sorpsiyonunun endotermik ve kendiliğinden istemli bir proses olduğunu göstermektedir. Anahtar kelimeler : Stronsiyum, Hidrate Zirkonyum Dioksit, Adsorpsiyon

Abstract:
Three types of hydrous zirconium dioxide were prepared in order to investigate the adsorption behavior of strontium ions. The first type was prepared by adding 1 M NaOH solution into 0.5 M ZrOCb solution to make pH=4 and the second type inversely to the first one, was prepared by adding 0.5 M ZrOCl2 solution into 1 M NaOH to make pH=12. The third type was prepared by using urea as a precipitating agent to promote a uniform variation of pH that favors a slow polymerization, besides avoiding typical problems of localized precipitation such as a wide particle size distribution.The hydrous zirconium dioxide gels were identified and characterized by ICP-OES, DTA/TGA, FTIR, XRD, Particle Size Distribution and Specific Surface Area analysis. The parameters affecting the strontium adsorption such as; pH, temperature, shaking time, particle size and selectivity towards competing ions were investigated for hydrous zirconium dioxide gel precipitated at pH =12 which has the highest adsorption capacity. The third type adsorbent prepared using urea as a precipitating agent was compared with thesecond type in the aspect of Kd (distibution coefficient) and the selectivity. The first type (hydrous zirconium dioxide gel precipitated at pH=4) was really very unsuccessful to adsorb strontium. Sorption data have been interpreted in terms of Langmuir equations. Thermodynamic parameters for the sorption system have been determined at three different temperatures for the second type. The value of AH0 = 100.47 kJ/mol and AG0 = -24.73 kJ/mol at 313 K suggest that the sorption of strontium on hydrous zirconium oxide gel is an endothermic and a spontaneous process.Keywords : Strontium, Hydrous Zirconium Dioxide, Adsorption