Stronsiyum immobilizasyonu için zirkonyum fosfat tozlarının hazırlanması
Preparation of zirconium phosphate powders for strontium immobilisation
Yazar: BERKAN ÇETİNKAYA
Danışman: PROF.DR. HÜSEYİN TEL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya = Chemistry ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
VÖZETSTRONSİYUM İMMOBİLİZASYONU İÇİN ZİRKONYUM FOSFATTOZLARININ HAZIRLANMASIÇETİNKAYA, BerkanYüksek Lisans Tezi, Nükleer Bilimler Anabilim DalıTez Yöneticisi: Prof.Dr. Hüseyin TEL2006, 81 sayfaStronsiyumun sorpsiyon davranışlarının incelenmesi ve radyoaktif atıkçözeltilerinden uzaklaştırılması amacıyla sol-jel yöntemi ile küresel formdazirkonyum fosfat jelleri hazırlanmıştır. Yöntem izleyen basamaklardan oluşmaktadır:zirkonyum tetraklorür çözeltisinin amonyak ile kısmi nötralizasyonu yoluylazirkonyum hidroksit solünün üretilmesi; sol damlacıklarının amonyak ile doyurulmuşizobütil metil keton çözeltisi içinde disperse edilmesi ve 8M NH4OH ortamındajelleştirilmesi, jel küreciklerinin yıkanması ve fosforik asit çözeltisi ile muameleedilerek hidroksidin zirkonyum fosfata dönüştürülmesi. Kürecikler sodyum hidroksitçözeltisi ile muamele edilerek, kısmen sodyum formuna dönüştürülmüştür.Stronsiyum sorpsiyonunu etkileyen pH, stronsiyum konsantrasyonu, çalkalamazamanı ve sıcaklık gibi parametreler incelenmiştir. Sorpsiyon verileri Langmuir,Freundlich ve Dubinin Radushkevich (D-R) eşitliklerine uyarlanmıştır. Sr2+adsorpsiyonu için D-R eşitliklerinden hesaplanan serbest enerji E, 10.66 kJ.mol-1'dir,iyon değişimi reaksiyonlarının 8-16 kJ.mol-1olan enerji aralığında yer almaktadır.Sorpsiyon sistemi için termodinamik parametreler 298, 318, 333K sıcaklıklardabelirlenmiştir. 298K' deki âHo = 294.32kJ.mol-1 ve âGo = -15.05kJ.mol-1 değerleri,ZrNaP küreciklerinin stronsiyum sorpsiyonunun endotermik ve kendiliğinden birproses olduğunu göstermektedir. ZrNaP jel kürecikleri DTA/TGA, FTIR, XRD, SEMve ICP-OES analizleri ile tanımlanmış ve karakterize edilmiştir.Anahtar Kelimeler:Zirkonyum Fosfat, Stronsiyum, İmmobilizasyon, Sol-jel yöntemi.

Abstract:
VIIABSTRACTPREPARATION OF ZIRCONIUM PHOSPHATE POWDERS FORSTRONTIUM IMMOBILISATIONÇETİNKAYA, BerkanMSc, Nuclear Sciences DivisionSupervisor: Prof.Dr. Hüseyin TEL2006, 81 pagesThe spherical form of zirconium phosphate gels were prepared by sol-gelmethod to study the sorption behaviors and the removal of strontium from radioactivewaste solutions. The method consists of the following steps: the production of thezirconium hydroxide sol by partial neutralization of the zirconium tetrachloridesolution with ammonia; sol drop dispersion into ammonia saturated isobutyl methylketone and gelation in 8M NH4OH medium, washing of the gel spheres and treatingthem with phosphoric acid solution to transform the hydroxide into zirconiumphosphate. The spheres were partially transformed into the sodium form by treatingthem with sodium hydroxide. The parameters affect the strontium sorption such as:pH, strontium concentration, shaking time and temperature were investigated.Sorption data have been interpreted in terms of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) equations. The free energy E calculated from D-R for Sr2+adsorption is 10.66 kJ.mol-1 which is within the energy range of ion exchangereactions, 8-16 kJ.mol-1. Thermodynamic parameters for the sorption system havebeen determined at 298, 318, 333K temperatures. The values of âHo = 294.32kJ.mol-1and âGo= -15.05kJ.mol-1 at 298K prove that the sorption of strontium on ZrNaPspheres is endothermic and spontaneous process.The ZrNaP gel spheres were identified and characterized by DTA/TGA, FTIR,XRD, SEM and ICP-OES analysis.Keywords: Zirconium Phosphate, Strontium, Immobilisation, Sol-gel method.