Sol-Jel Yöntemi ile Üretilen Silika Tabanlı Hidrofobik Aerojellerin Karakterizasyon Özelliklerinin İncelenmesi
Investigation of Characterization Properties of Silica-based Hydrophobic Aerogel Produced by Sol-gel Method
Yazar: Topcu, İsmail
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 45, 2022
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Aerojel,Hidrofobik,Sol-jel,Karekterizasyon,Silikajel ; Sol-gel,Slikajel,Characterization,Aerogel,Hydrophobic

1930 yılından günümüze uzanan aerojeller; Guinness rekorlar kitabına giren en hafif ve katı malzeme olarak seçilmiştir. Yüksek ısıl absorbsiyon özelliği, çok iyi yalıtkanlık kabiliyeti, mezo gözenek yapısı mukavemetinin ve yüzey alanının yüksek olması gibi üstünlüklerinin birçok malzemeye alternatif kullanım avantajı ve birçok sektörde kullanım olanağı sunmaktadır. Bu çalışmada, sol-jel tekniği kullanılarak yüksek saflıkta silika tabanlı hidrofobik aerojel üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda, yapılan çalışmalarda aerojelin karekterizasyonu çeşitli yöntemlerle belirlenerek mikroyapıya olan etkileri incelenmiştir. Elde edilen aerojelin oldukça küçük tane boyutuna ve mezo gözenek yapısına sahip olduğu belirlenmiş ve yüksek seviyede hidrofobik özellik sağladığı tespit edilmiştir. Üretilmiş olan aerojel numuneleri çeşitli testlere tabi tutulmuş ve ilginç sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca üretilen silika aerojellerin sol-jel metodu ile sentezi, işlem basamakları ve kullanılan bileşikler (kullanılan bileşiklerin etkisi incelenmiştir olmalı) incelenmiştir. Yapılan çalışmalar kapsamında üretilmiş olan silika aerojel numunelerinin (kısaltmalardan önce yöntemin tam ismi yazılır. Örneğin Fourier Infrared Spektroskopisi-FTIR gibi) FITIR, BET, XRF ve XRD yöntemleri kullanılarak karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Optik ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak mikro yapı analizleri belirlenmiştir. Yapılan karekterizasyon ve mikro yapı analizleri sonucunda aerosilikajelin, 20-50 nm aralığında gözenek boyutuna sahip, temas açısı değerleri 160° - 170° aralığında ölçülmüştür. Yapılan boyut analizi testlerinde üretilen aerojel numunelerinin sırasıyla 1116.09 µm, 1553.14 µm, 1123.48 µm tane boyut değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Karekterizasyon çalışmalarının tanecik görüntülenmeleri (SEM analizleri) sonucunda ise sol jel yöntemi ile üretilmiş olan silika tabanlı aerojelin %97.90 saflıkta olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

From 1930 until todays   manufactured aerogels; It has been chosen as the lightest and solid material in the Guinness Book of Records. Its advantages such as high thermal absorption feature, very good insulating ability, mesopore structure strength and high surface area offer an alternative use advantage to many materials and use in many sectors. In this study, high purity silica-based hydrophobic airgel was produced using the sol-gel technique. In this direction, the characterization properties of the aerogel and its effects on the microstructure were investigated. It was determined that the obtained airgel had a very small particle size and mesoporous structure, and it was concluded that it provided a high level of hydrophobic properties. The produced airgel samples were subjected to various tests and interesting results were obtained. In addition, the synthesis of the produced silica aerogels by the sol-gel method, the processing steps and the compounds used (the effect of the compounds used should have been investigated). The characterization studies of the silica airgel samples produced within the scope of the studies (the full name of the method is written before the abbreviations. For example, Fourier Infrared Spectroscopy-FTIR) were carried out using FITIR, BET, XRF and XRD methods. Microstructure analyzes were determined using optical and scanning electron microscopy (SEM). As a result of the characterization and microstructure analyzes in the experimental studies were determined with a pore size in the range of 20-50 nm and the contact angle values were measured in the range of 160° - 170°,  In the dimensional analysis tests, it was determined that the airgel samples produced had grain size values of 1116.09 µm, 1553.14 µm, and 1123.48 µm, respectively. As a result of the particle imaging (SEM analysis) of the characterization studies, it was concluded that the silica-based airgel produced by the sol gel method was 97.90% pure.