Kalsiyum karbonat kristallerinin kontrollü sentezi
Controlled synthesis of calcium carbonate crystals
Yazar: DUYGU GÜRBÜZ
Danışman: PROF. DR. MUALLA ÖNER ; UZMAN SEMRA KIRBOĞA OKUMUŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Kalsiyum karbonat en bol bulunan mineraldir. Bu mineral, su arıtımında, pigment olarak, kağıt, seramik, kozmetik, kauçuk, kükürt dioksit temizleme, cam üretimi, ağır metal kompleksi oluşturma gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kalsiyum karbonat üzerinde yapılan araştırmalar biyomineralizasyon alanında da ilgi odağı olmasını sağlamıştır. 
Aşırı doygunluk, pH, sıcaklık, çeşitli inorganik/organik katkı maddeleri kalsiyum karbonat kristalizasyonunu etkileyebilmektedir. Katkı maddelerinin varlığı ile kristalizasyon prosesinde polimorf seçimi, büyüme mekanizması, çekirdeklenme, şekil ve kristal boyutu gibi seçenekler kontrol edilebilmektedir. Bu katkı maddeleri nano düzeyde kristalleşme sürecini kontrol edebilmektedir.
 Son yıllarda alışılmadık özellikleri olan yeni malzemeler elde etmek için ultrasonik ses dalgası yöntemi kullanılmaktadır. Kalsiyum karbonat sentezi için de ultrasonik ses dalgası uygulamaları büyük bir ilgi uyandırmıştır. Çekirdeklenme, özellikle parçacık içermeyen çözeltide birincil çekirdeklenme, ultrasonik ses dalgaları (USD) uygulanmasıyla başlatılabilir. Ayrıca topaklanmanın azalması da USD ile sağlanan mükemmel karıştırmanın sonucu olabilir.
Bu çalışmada Karboksimetil İnülin (KMİ) biyopolimeri varlığında USD'nin kalsiyum karbonat kristalizasyonuna etkisi incelenmiştir.  Bu çalışmada, USD genliğinin, prob batırma derinliğinin (PBD) ve KMİ konsantrasyonunun kalsiyum karbonat oluşumuna etkisi araştırılmıştır. KMİ biyolojik olarak parçalanan, çevre dostu, polisakkarid esaslı bir polikarboksilattır. Bu çalışmada KMİ biyopolimerinin seçilmesinin sebebi biyoparçalanabilir olması, toksik olmaması ve endüstrilerde geniş uygulama imkanı sağlamasıdır.

Abstract:
Calcium carbonate is one of the most abundant minerals. It is widely used in many fields such as water treatment, pigment, paper, ceramic, cosmetic, rubber, sulfur dioxide scrubbing, glass manufacture and heavy metal complexation. Furthermore, the studies related with calcium carbonate has been attracted a great deal of attention in biomineralization.
Supersaturation, pH, temperature, many inorganic/organic additives can influence calcium carbonate crystallization. The presence of additives may control the crystallization process, polymorph selection, growth mechanism, nucleation, shape and size of the crystal. These additives could control the crystallization process at nanoscale level.
In recent years, ultrasonic irradiation was used in chemical processes to obtain novel materials with unusual properties. Ultrasonic irradiation applications for the synthesis of calcium carbonate have been a big attention. Nucleation, especially primary nucleation in nominally particle-free solutions, can be induced by applying ultrasonic waves. Also, the reduction of agglomeration can be resulted from excellent mixing obtained by Ultrasonic waves.
In the present work, the effect of ultrasound on calcium carbonate crystallization in the presence of biopolymer, carboxymethyl inulin (CMI) was investigated. We studied the influence of sonicator amplitude, probe immersion depth (PID) and biopolymer concentration on the formation of calcium carbonate. CMI is a biodegradable, environmentally friendly polysaccharide-based polycarboxylate. CMI was chosen as a biopolymer because the biodegradability and non-toxicity of CMI allows a wide application possibility in industries.