Reşadiye bentonitinden organofilik bentonit sentezi
Synthesis of organophilic bentonite from Reşadiye bentonite
Yazar: ALİCAN VATANSEVER
Danışman: DOÇ. DR. AHMET SİRKECİOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Na-Bentonitleri sulu ortamda tabaka yapısından dolayı şişme özelliği göstermektedir. Bu tabaka yapısından hidrofobik ortamlarda da faydalanmak amacıyla, organik katyonlar kullanılarak Na-bentonitlerinin yüzey özellikleri değiştirilebilmekte ve organofilik bir yapı elde edilebilmektedir. Bu organofilik bentonitler, organik sistemlerin reolojisine etki ederek jelleşmeyi kolaylaştırmaktadır. Söz konusu organofilik bentonitlerden boya ve kozmetik endüstrisinin yanı sıra petrol ve doğalgaz sondajlarında da yararlanılmaktadır. Bunun yanında organobentonitler nanokompozitlerde ve seçiciliği yüksek olan heterojen katalizör üretimlerinde de kullanılmaktadır. Son yıllarda çevre ve sağlık konularında; radyason içeren atıkların depolanmasında, organik kirlilik içeren atık suların arıtılmasında, uçucu organiklerin tutulmasında, atık sulardaki boyaların adsorbsiyonunda ve bor tutmada kullanılmaktadırBu çalışmada, Reşadiye bentonitinden, farklı oranlarda çeşitli Kuaterner Amonyum Tuzları (KAT) kullanılarak, organofilik bentonitler hazırlanmıştır. Bentonit, Kuaterner Amonyum Tuzları ile modifiye edilmeden önce yaş yöntemle zenginleştirilmiştir. Zenginleştirilmiş Na-bentonitinin katyon değiştirme kapasitesinin 75meq/100g'dan az olmaması gerekmektedir. Modifikasyon işleminde kullanılacak olan kuaterner amonyum tuzları sıvı faz halinde bentonit süspansiyonuna eklenmelidir. Bu yüzden suda çözülerek sisteme verilmiştir. Modifikasyon işlemi sonunda hazırlanan örneklerin TGA ve FTIR ile karakterizasyonu gerçekleştirilip, toluen içersinde viskozite değerlerindeki değişimler belirlenmiştir. Hazırlamada kullanılan KAT oranının artmasıyla genelde viskozite değerlerinde yükselme olduğu, belli bir oran aşıldıktan sonra ise viskozite değerlerinin değişmediği veya azaldığı gözlenmiştir.

Abstract:
Na-Bentonites show swelling property due to its layer structure. In order to utilize this property also in hydrophobic systems, Na-Bentonite?s surface feature can be modified by using organic cations and organophillic structure is obtained. These organophilic bentonites affect organic systems rheology and make gellation easier. Therefore they are not used only in paint and cosmetic industry but also in petroleum and natural gas drilling. Besides they are used in production of nanocomposites and heterogeneous catalyst which has high selectivity. Newly, organophilic bentonites are being used in environment and health fields; storing radioactive wastes, clarification of waste water which contains organic impurities, keeping organic volatiles, adsorbtion of paints in waste water and retention of boron.In this study, organophilic bentonites were synthesized from Resadiye bentonite by using several Quaternary Ammonium Salts(QAT) with varying ratios. Before modifying bentonite with Quaternary Ammonium Salts, bentonite was purified by wet process. Cation exchange capacity of purified bentonite should be 75 meq/100 g at least. Quaternary Ammonium Salts used in modification, were given to the system in water solution as Quaternary Ammonium Salts should be fed in liquid phase to bentonite suspension. After the modification process, prepared samples were characterized by using TGA and FTIR, and viscosities in toluene were also determined. As the ratio of QAT increased, mostly viscosities increased and after a certain ratio it is observed that viscosities did not change or decrease.