ZEOLİT-A FİLMLERİNİN HAZIRLANMASI VE TEKNOLOJİK ÖNEMİ. Sakarya Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Mithatpaşa, 54100, Sakarya ÖZET

Benzer belgeler
DÜŞÜK SICAKLIKTA BERRAK ÇÖZELTİLERDEN MFI TİPİ TOZ ZEOLİT SENTEZİ

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

YMN47 SAF VE BENTONİT BAĞLAYICILI ZEOLİT A ÇUBUKLARIN HAZIRLANMASI VE MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

ALUMİNA DESTEKLİ MFI TİPİ ZEOLİT MEMBRANLARIN TEK GAZ GEÇİRGENLİK ÖLÇÜMÜYLE KARAKTERİZASYONU

Bu metotta, toprak bir miktar su ile karıştırılarak süspansiyon hâline getirilir.

KANTİTATİF ANALİTİK KİMYA PRATİKLERİ

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

GRUP BAKTERİYOFAJ ANTİ-BAKTERİYEL BOYAR KAPLAMAÇÖZELTİSİ HAZIRLANMASI

GÜNEŞ IŞIĞI GEÇİRGENLİĞİ YÜKSEK NANO ANTIREFLEKS CAM KAPLAMALAR

ÇÖZELTİ HAZIRLAMA. Kimyasal analizin temel kavramlarından olan çözeltinin anlamı, hazırlanışı ve kullanılışının öğrenilmesidir.

İLERİ SOL JEL PROSESLERİ

TARAMA ELEKTRON MİKROSKOBU SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 8 : YÜZEY GERİLİMİNİN BELİRLENMESİ

Erciyes Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü Gıda Analizleri ve Teknolojisi Laboratuvar Föyü Sayfa 1

ELEKTROLİTİK TOZ ÜRETİM TEKNİKLERİ. Prof.Dr.Muzaffer ZEREN

MİKRODALGA YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

MEYAN KÖKÜ ÖZÜTLEMESİNDE MİKRODALGA VE SOKSLET YÖNTEMLERİNİN ETKİSİ PROJE DANIŞMANLARI SELDA SEZER MALATYA 29 HAZİRAN-8 TEMMUZ 2012

10. HAFTA PARTİKÜL BÜYÜKLÜĞÜ TAYİN YÖNTEMLERİ

EAG 04. KCl ÇÖZELTİSİNİN METASTABİL BÖLGE GENİŞLİĞİNİN KNO 3 KATKISI VARLIĞINDA ULTRASONİK SENSÖRLE ÖLÇÜLEBİLİRLİLİĞİNİN İNCELENMESİ

OPTİK MALZEMELER ARAŞTIRMA GRUBU. Metal Oksit Nano Parçacıkların 3. dereceden Doğrusal Olmayan Optik Özellikleri. Tuğçe YİĞİT

HİDROKSİAPATİT NANOPARÇACIKLARININ SENTEZİ

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

Fiziksel özellikleri her yerde aynı olan (homojen) karışımlara çözelti denir. Bir çözeltiyi oluşturan her bir maddeye çözeltinin bileşenleri denir.

ÖNFORMÜLASYON 5. hafta

UYGULAMA NOTU. HPLC ile Gıda Ürünlerinde Fenolik Bileşen Analizi. Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografi HAZIRLAYAN

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

ATIKSULARDA FENOLLERİN ANALİZ YÖNTEMİ

HPLC ile Elma Suyunda HMF Analizi

KÜKÜRT DİOKSİT GAZI İLE ÜLEKSİT TEN BORİK ASİT ÜRETİMİ

AA ile İnsan Tam Kan Örneklerinde Soğuk Buhar ile Atomlaştırma (HVG) Tekniği ile Civa Analizi

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama

KATI ATIK ÖRNEKLERİNDE TOPLAM FOSFOR ANALİZ YÖNTEMİ

Adsorpsiyon. Kimyasal Temel İşlemler

ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN TAYİNİ

AtılımKimyasalları ALKALİ ÇİNKO DEMİR ALAŞIM KAPLAMA AK 25 ÜRÜN TANIMI

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İki Farklı Kendiliğinden Yayılan Şap Kinetiği PÇ Baskın & KAÇ Baskın- Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

KOROZIF ORTAMLARDA 42CRMO4 ÇELIĞIN İLETKEN POLIMERLERLE KOROZYONDAN KORUNMASI

BT 42 TİROSİNAZ ENZİMİNİN EKSTRAKSİYONU, SAFLAŞTIRILMASI VE FENOLLERİN GİDERİMİNDE KULLANIMI

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

ARAŞTIRMA RAPORU. (Kod No: 2012.XXX) Uzman Cengiz Tan Tel: e-posta:

BORUSAL (TUBULAR) AKIŞ REAKTÖRÜ

ÜRÜN PROSPEKTÜSÜ. ALKALİ ÇİNKO AK 16 HI-Z : Çok kalın kaplamalarda bile esnek kaplamlara imkan verir.

6-Maddelerin daha az çözünür tuz ve esterleri kullanılabilir. 7-Isı, ışık ve metaller gibi katalizörlerin etkisi önlenebilir.

Belli dalga boylarındaki analizlerde kullanılır.

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

1-2. çimentolar hidratasyon. Paki Turgut

ANALİZ LİSTESİ. 150*150*150 ebatlarında 7 veya 28 Günlük Kürü Tamamlanmış Küp Beton Numune

1. Öğretmen Kılavuzu. 2. Öğrenci Kılavuzu

PASLANMAZ ÇELİK YÜZEYLERİNDE ZEOLİT A KRİSTALİZASYONUNA ULTRASONİK KARIŞTIRMANIN ETKİSİ

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN

MS 991 POLYÜREA BAZLI ESNEK MASTİK ÜRÜN AÇIKLAMASI

Araçlar: Çıkarma Parçaları şu şekilde etiketlenmiştir:

Özel aşındırma efekti için malzeme

-1- Biüret Yöntemi. ANALĐZ ĐÇĐN GEREKLĐ EKĐPMANLAR Mikro pipet (1000 µl) Makro küvet (3 ml) 1 Vorteks Analitik terazi Spektrofotometre (540 nm)

KLOR (Cl2) ANALİZ YÖNTEMİ

AA ile İnsan Tam Kan ve İdrar Örneklerinde Elektrotermal AA Yöntemi ile Nikel Analizi

Alüminyum Test Eğitim ve Araştırma Merkezi. Mart 2017

KENDİ KENDİNİ TEMİZLEYEN MALZEMELER. Münevver Sökmen Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi Kimya Bölümü Trabzon

TÜBİTAK-BİDEB YİBO ÖĞRETMENLERİ (FEN VE TEKNOLOJİFİZİK,KİMYA,BİYOLOJİ-VE MATEMATİK ) PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

ORMAN VE SU İŞLERİ BAKANLIĞI İZLEME VE SU BİLGİ SİSTEMİ DAİRESİ BAŞKANLIĞI

DENEY 2 GRĐGNARD REAKSĐYONU ile TRĐFENĐLMETHANOL SENTEZĐ. Genel Bilgiler

Çözeltiler. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

TUĞLA MASSESİ ÖĞÜTME DURUMUNUN ÜRÜN TEKNİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI ÇEVRE YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ ÖLÇÜM VE İZLEME DAİRESİ BAŞKANLIĞI PARTİKÜL MADDE (TOZ) TAYİNİ SONER OLGUN.

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

HAVACILIKTA TERSİNE MÜHENDİSLİK UYGULAMALARI. Özgecan YILDIZ 1

Nanolif Üretimi ve Uygulamaları

Adsorpsiyon. Selçuk Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı II DENEYİN AMACI

Kristalizasyon Kinetiği

CYACUP SİYANÜRLÜ BAKIR KAPLAMA BANYOSU ARIZA TABLOSU

ÇANAKKALE BOĞAZINDAKİ CHLOROPHYTA ENTEROMORPHA YOSUNUNDAN POTASYUM HİDROKSİT DESTEKLİ KATALİZÖR VARLIĞINDA BİYODİZEL ELDESİ

ALIQUAT-336 EMDİRİLMİŞ HP-20 ve HP-2MG REÇİNELERİYLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE POLİMER ADSORBAN TÜRÜNÜN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ MADEN VE CEVHER HAZIRLAMA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MİNERAL KARAKTERİZASYONU LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

Arkeolojik Yanmış Tuğla Örneğinin OSL Tekniği ile Tarihlendirilmesi

İletkenlik, maddenin elektrik akımını iletebilmesinin ölçüsüdür.

BÖLÜM 6 GRAVİMETRİK ANALİZ YÖNTEMLERİ

TPAO ARAŞTIRMA MERKEZİ

Sodyum Hipoklorit Çözeltilerinde Aktif Klor Derişimini Etkileyen Faktörler ve Biyosidal Analizlerindeki Önemi

AtılımKimyasalları AK 5120 E/N PARLAK AKIMSIZ NİKEL KAPLAMA ÜRÜN TANIMI

Gıdalarda Tuz Analizi

Çözelti iki veya daha fazla maddenin birbiri içerisinde homojen. olarak dağılmasından oluşan sistemlere denir.

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

TURUNCU RENGĐN DANSI NASIL OLUR?

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/12) Akreditasyon Kapsamı

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

YENİ BİR İLETKEN POLİMER: POLİ(3,8 DİAMİNOBENZO[c]SİNNOLİN) ELEKTROKİMYASAL ÜRETİMİ VE ELEKTROKROMİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Süspansiyonlar ve Sıvıların İletilmesi. 7.Hafta

SODYUM BOR HİDRÜR: ÜRETİMİ, HİDROLİZİ VE KULLANIMI

Akımsız Nikel. Çözeltideki tuzları kullanarak herhangi bir elektrik akım kaynağı kullanılmadan nikel alaşımı kaplayabilen bir prosestir"

POLİPİROLLE KOROZYONDAN KORUNMA CORROSION PROTECTION BY POLYPYRROLE

MESS Entegre Geri Kazanım ve Enerji San. ve Tic. A.Ş.

Sb 2 Te 3 ve Bi 2 Te 3 İÇERİKLİ YARI İLETKEN ALAŞIMLARIN ÜRETİMİ ve TERMOELEKTRİK, YAPISAL, MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET

Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımının Fiziksel ve Kimyasal Etkileri

Erciyes Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü Gıda Analizleri ve Teknolojisi Laboratuvar Föyü Sayfa 1

MEKATRONĐK K TE LERĐ UYGULAMALAR. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi MAK4089 MEKATRONĐĞE GĐRĐŞ. Doç.Dr.

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/13) Akreditasyon Kapsamı

Transkript:

ZEOLİT-A FİLMLERİNİN HAZIRLANMASI VE TEKNOLOJİK ÖNEMİ U. OLGUN, V. SEVİNÇ Sakarya Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Mithatpaşa, 54100, Sakarya ÖZET Bu çalışmada, mikropatern yapılı Zeolit A filmlerin hazırlanmasına yönelik yeni bir çeşit kendiliğinden yapılanma tekniği geliştirilmiştir. Polidimetilsilioksan ile kararlılık kazandırılmış Zeolit A nano parçacıklarının aseton içerisindeki kolloidleri hazırlanmıştır. Zeolit nano kristalleri çözücünün buharlaşması sırasında çeşitli katı destekler üzerinde kendiliğinden yapılanma sonucu düzenli mikropaternler oluşturmuştur. Aynı yarıçapa sahip dairesel tellerden oluşan paternler kapiler desteklerin ve cam tüplerin iç yüzeyinde hazırlanmıştır. Bu kendiliğinden yapılanma tekniği kullanılarak iki boyutlu mikro kanallar ve karmaşık mikropaternler düzlemsel katı destekler üzerinde kolaylıkla üretilebilmektedir. Geliştirilen bu yöntem, fotolitografik üretimde yer alan çok sayıdaki aşama ile paternin yüzeye aktarılması işlemi yerine geçebilecektir. Kolloid parçacıkların kendiliğinden yapılanması ile düzenli mikropaternlerin oluşumu, mikrometre boyutlarına sahip cihazların ve çeşitli sensörlerin seri olarak üretilebilmesi açısından umut verici bir gelişmedir. Anahtar Kelimeler İnce Film; Kendiliğinden yapılanma; Mikropatern; Yüzey Kaplama; Zeolit A. 1. GİRİŞ Dünyadaki bilimsel gelişmelere paralel olarak hazırlanan bu çalışmada geniş bir uygulama alanına sahip olan Zeolit A filmlerinin oluşumu ve özellikleri incelenmiştir. Trietanolamin ilavesi ile Na-Zeolit A nın sentezi Sacco A. ve arkadaşları tarafından çalışılmış ve trietanolaminin kristallerin büyüklüğünü artırıcı etki yaptığı gösterilmiştir [1]. Kuvars ve çelik yüzeylerin ince Zeolit A filmi ile kaplanmasında hidrotermal kristalizasyon metodu kullanılmıştır [2]. Nano süspansiyonlar kullanılarak ZSM-5 zeolit filmlerinin oluşum mekanizması daha önce incelenmiş ve çözücü polaritesi, parçacık konsantrasyonu, sıcaklık gibi faktörlerin etkili olduğu gözlenmiştir [3]. Bu çalışmada, zeolit filmlerinin hazırlanmasına yönelik yeni metodların geliştirilmesi ve oluşan filmlerin yüzey özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Zeolit A mikropaternlerin oluşumu, özel olarak hazırlanmış kolloidlerden çözücünün buharlaşması sırasında zeolit nano parçacıkların dikey olarak yerleştirilen substurat yüzeyinde kendiliğinden yapılanarak düzenli mikro çizgiler oluşturması esasına dayanmaktadır. Zeolit filmlerin hazırlanması işleminde yaygın olarak kullanılan yöntemler daha çok sürekli film oluşumuna yönelik çalışmaları kapsamaktadır. Büyük ilgi gören zeolit mikropaternler ve mikroreaktör sistemler ise dolaylı olarak fotolitografi gibi yöntemler kullanılarak elde edilebilmektedir. Bu yöntemler bazen zararlı kimyasal maddelerin kullanımını gerektirmekte ve çoğu zaman uzun ve karmaşık işlemler içermektedir. Ayrıca, literatürde bulunan teknikler UV lambası, mikropatern maske, yüksek enerjili lazer ışını veya elektron tabancası gibi özel alet ve cihazlar gerektirmektedir. Dolayısıyla daha basit, ucuz ve kısa sürede çok sayıda örneğin

üretimine imkan sağlayan seri üretim yöntemlerine büyük ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenlerle kendiliğinden organize olabilen ve düzenli şekiller oluşturan akıllı nano parçacıkların hazırlanması yeni kendiliğiden yapılanma teknolojilerinin gelişimini sağlayacaktır. Bu çalışmada, ilk defa nano boyutlu zeolit parçacıkların kendiliğinden yapılanması yöntemiyle çeşitli zeolit mikropatern filmleri hazırlanmıştır. 2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR 2.1. Malzeme ve Metotlar Zeolit A standardı Ege Kimya dan sağlanmıştır. Nano parçacık boyutlu Zeolit A örnekleri olan Zeolit A-0 ve Zeolit A-1 ise hidrotermal kristalizasyon yoluyla sentezlenmiştir. Polidimetilsilioksan (PDMS) yapılı sıvılar olan DMS-T02 (2 cst.) ve DMS-T11 (10 cst.) ABCR Inc., Almanya dan temin edilmiştir. Aseton Merck Inc. den alınarak kullanılmıştır. Zeolit sentezinde kullanılan Na 2 SiO 3 (d=1,37 kg/l, Na 2 O: %7,5-8,5, SiO 2 : %25,5-28,5) Merck den ve NaOH Aldrich den temin edilmiştir. X-ışınları toz difraksiyonu patern çekimleri Shimadzu XRD-6000 X-ray Difraksiyon cihazı ile yapılmıştır. FT-IR analizleri, KBr ile disk hazırlama yöntemiyle Mattson Infinity Series FT-IR cihazı ile elde edilmiştir. UV-görünür bölge analizleri ve bulanıklık ölçümleri Shimadzu UV-2401 PC UV-VIS Spektrofotometre cihazı ile yapılmıştır. Taramalı Elektron Mikroskopu görüntüleri, örneklerin kaplama cihazı Edwards Sputter Coater S150B ile Au kaplanması sonrasında JEOL JSM-6335F Field Emission Scanning Electron Microscope (SEM) cihazı ile çekilmiştir. Dijital kamera ile bilgisayara bağlı Olympus marka optik mikroskop refleksiyon modunda mikropaternlerin görüntü çekimlerinde ve analizinde kullanılmıştır. Zeolit A mikropatern filmlerinin hazırlanmasında nano süspansiyonlardan yüzey kaplama tekniği kullanıldı [4]. UV görünür bölge spektroskopisi ile kullanılan çözeltilerdeki parçacık derişimleri ölçüldü. FT-IR spektroskopisi ve X-ışınları toz difraksiyonu yöntemi kullanılarak hazırlanan zeolitlerin kristal yapıları belirlendi. Mikropatern filmlerin yüzeyi, mikroyapısı ve morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) ve optik mikroskop kullanılarak analiz edildi. 2.2. Zeolit A nın Kristallendirilmesi Yaklaşık 4,1497 g NaOH az miktarda suda çözülüp üzerine 1,2753 g Al folyo yavaş yavaş ilave edilerek tamamen çözüldü. Hazırlanan karışım için toplam 35,1768 g su kullanıldı. Koyu siyah renkli çözeltiden çöken az miktardaki siyah kolloid süzülerek ayrıldı ve oluşan berrak sodyum alüminat çözeltisi zeolit A sentezinde kullanıldı. 7,0593 g Sodyum silikat (Na 2 SiO 3.H 2 O) üzerine 1,5034 g katı NaOH ilave edilip daha sonra 66,7350 g su eklendi. Oluşan berrak sodyum silikat çözeltisi süzüldükten sonra kullanıldı. Zeolit A nın kristalizasyonu 75 ±5 C de sabit sıcaklıktaki etüv içerisine yerleştirilmiş 250 ml. lik plastik bir kap içerisinde yapıldı. 75 C ye ısıtılan sodyum silikat çözeltisi manyetik karıştırıcı ile karıştırılırken üzerine oda sıcaklığındaki sodyum alüminat çözeltisi bir huni yardımı ile damlatılarak 10 dakika içinde ilave edildi. Meydana gelen beyaz bulanık çözelti 75 C de toplam 5 saat boyunca karıştırıldı. Çözeltiler karıştırıldıktan 30 dakika sonra standart Zeolit A (8 mg/3 ml H 2 O) ile aşılama yapıldı. 5 saat sonunda karışım oda sıcaklığına soğutulup 50 ml lik bir kısım alınarak süzüldü ve kristaller nötralliğe kadar saf su (300-400 ml) ile yıkanıp 110 C de 4 saat kurutulduktan sonra ağzı kapalı bir kapta muhafaza edildi (Zeolit A-0). Kalan miktardan 10 ml lik bir kısım alındı ve 75 C de cam bir kap içerisinde statik olarak 14 saat bekletilerek kristallerin büyümeleri sağlandı. 14 saat sonunda oluşan kristaller (Zeolit A-1) sırayla 50 ml su ile iki kez, 50 ml etanol ve 50 ml aseton ile yıkanarak oda sıcaklığında

bekletilerek kurutuldu. Daha sonra tekrar 50 ml su ile yıkanarak 110 C deki etüvde 4 saat kurutulup sabit nem ortamındaki desikatörde sogutulup saklandı. Oda sıcaklığında tutulan kristallere göre 75 C de bekletilen kristallerin önemli ölçüde büyüdüğü görüldü. Hazırlanan Zeolit A-1 ve Zeolit A-0 kristallerinin elektron mikroskop görüntüleri (Şekil 1) de verilmiştir. (a) Zeolit A (Standart) (b) Zeolit A-0 (c) Zeolit A-1 Şekil 1. Farklı boyutlardaki Zeolit A örneklerinin elektron mikroskopu görüntüleri (bar = 1 µm). Deneylerde kullanılan standart Zeolit A numunesinin yapısı (Şekil 1) de gösterilmiştir. Kristallerin çoğunlukla 1-2 µm civarında olduğu söylenebilir. Bununla beraber bir miktar 1 µm nin altında büyüklüğe sahip kristaller de gözükmektedir. Standart Zeolit A tozu PDMS içerisinde öğütülerek parçacık boyutu 0,25-0,5 µm olan kolloidler hazırlanmıştır. 3. SONUÇLAR 3.1. Zeolit A Mikropatern Filmlerin Hazırlanması Kolloid çözeltinin hazırlanması amacıyla yaklaşık 20 mg standart Zeolit A numunesi 2 ml PDMS içerisinde ezilerek üzerine 10 ml aseton ilave edildi. Bulanık karışım halindeki kolloid çözeltisi dibe çöken büyük parçacıklardan dekantasyonla ayrıldı. Bu işleme paralel olarak yapılan bulanıklık ölçümü ile parçacık konsantrasyonu 0,58 mg/ml olarak belirlendi. Daha sonra parçacık derişimi her seferinde aseton ilavesi ile yarıya seyreltilerek 0,29, 0,14 ve 0,07 mg/ml olan zeolit kolloidleri hazırlandı. Substurat olarak kullanılan mikroskop lamı cam yüzeyler dikey olarak ayrı ayrı kaplar içerisine yerleştirildi. Hazırlanan kolloid çözeltilerinden 5 er ml alınarak kaplar içerisine aktarıldı. Cam yüzeylerin kaplanması oda sıcaklığında yaklaşık olarak 12 saat süresince devam ettirildi ve daha sonra substuratlar incelenmek üzere çözeltiden çıkartılıp muhafaza edildi. Hazırlanan mikropatern Zeolit A filmler optik mikroskop ile refleksiyon modunda incelenerek (Şekil 2) ve (Şekil 3) de gösterilen görüntüler elde edildi. Görüntülerin incelenmesinden parçacık derişiminin azaltılmasının çizgileri birbirine yaklaştırdığı ve birim yüzeydeki çizgi sayısını artırdığı sonucuna varıldı. Ayrıca, parçacık derişimi 0,07 mg/ml olduğunda çizgi oluşumu görülmedi. Dolayısıyla mikropatern oluşumu için gerekli minimum Zeolit A derişimi yaklaşık 0,14 mg/ml olarak belirlendi. Mikropatern oluşumu için tavsiye edilen optimum derişim 0,29-0,58 mg/ml dir. Deneysel sonuçlar aşağıda verilen (Çizelge 1) de özetlenmiştir: Çizelge 1. Hazırlanan Zeolit A mikropaternlerdeki çizgi sayısının parçacık derişimi ile değişimi. C (mg/ml) 0,58 0,29 0,14 0,07 N (çizgi sayısı) 15 26 30 0

İlk bölge Son bölge 100 µm 100 µm Şekil 2. Zeolit A nın cam yüzeyinde hazırlanan mikropaterni (C=0,58 mg/ml, N=15) İlk bölge Son bölge 100 µm 100 µm Şekil 3. Zeolit A nın cam yüzeyinde hazırlanan mikropaterni (C=0,29 mg/ml, N=26) 3.2. Parçacık Boyutu ve Derişimin Etkisi Zeolit A parçacık boyutunun mikropatern film oluşumuna etkisini incelemk amacıyla üç farklı zeolit örneği kullanılmıştır (Şekil 1): a) Zeolit A standart (0,25-1 µm), b) Zeolit A-0 (0-0,1 µm), c) Zeolit A-1 (0,1-0,25 µm). Farklı boyutlardaki Zeolit A örneklerinin değişik konsantrasyonlardaki kolloidleri hazırlanarak yüzey kaplama işlemleri yapılmıştır. Standart Zeolit A ile 0,58 ve 0,29 mg/ml derişimlerde hazırlanan kolloidlerin kullanılması sonucu elde edilen bulgular sırasıyla (Şekil 2) ve (Şekil 3) de gösterilmiştir. Zeolit A-0 örneği ile 0,54 ve 0,27 mg/ml derişimlerde hazırlanan kolloidlerin kullanılması sonucu ulaşılan bulgular (Şekil 4) de gösterilmiştir. Yüksek parçacık konsantrasyonunda küçük boyutlu Zeolit A-0 ın sürekli film oluşumuna neden olduğu anlaşılmaktadır. Daha düşük derişimlerde ise ufak boyutlu zeolit kullanımı, mikro çizgiler arasındaki uzaklığı artırmakta buna karşılık da birim yüzeydeki çizgi sayısını azaltmaktadır.

100 µm 100 µm (a) C=0,54 mg/ml (b) C=0,27 mg/ml Şekil 4. Zeolit A-0 ın cam üzerindeki kaplaması. Orta boyutlu örnek olan Zeolit A-1 ile 1,20 mg/ml derişiminde hazırlanan kolloidlerin kullanılması sonucu elde edilen mikropatern (Şekil 5) de gösterilmiştir. Burada verilen görüntülerin incelenmesinden parçacık boyutundaki artışın sedimantasyonu artırdığı anlaşılmaktadır. 100 µm Şekil 5. Zeolit A-1 in cam üzerindeki kaplaması (C=1,20 mg/ml). 3.3. Sedimantasyonun Etkisi Kolloidlerin hazırlanmasından sonra çozelti iyice karıştırılarak kaplama işleminin yapılacağı kap içerisine aktarılmakta ve substurat ile ilk temas bu noktada sağlanmaktadır. Bu andan başlayarak sıvı seviyesi yavaş yavaş alçalmakta ve paralel olarak da mikropaternler yüzeyde oluşmaktadır. İlk temas anında çözelti hacmi ve yüzeydeki etkin parçacık konsantrasyonu en büyük değere sahiptir. Dolayısıyla ilk oluşan mikro çizgiler diğerlerine oranla biraz daha kalın olmaktadır. Bu durum (Şekil 5) de Zeolit A-1 mikropaternlerin ilk oluşmaya başladığı bölge içerisinde görülmektedir. Daha sonra oluşan orta bölgelerde ise çizgi kalınlıkları sabit olup çok fazla değişmemektedir. Bu bölge ortalama denge derişiminine karşılık gelmektedir. Sona yakın bölgelerde ise mikropaternleri oluşturan çizgi genişlikleri (Şekil 2) de görüldüğü gibi belirgin bir artış göstermiştir.

Zamanla çözücünün buharlaşması ile hacim azalmakta, buna karşılık da parçacıkların yüzeydeki etkin konsantrasyonu büyük parçacıkların dibe doğru çökelmesi ile bir miktar azalmaktadır. Bu iki etki sonucu kaplama işlemi süresince ortalama bir parçacık konsantrasyonu etkili olmaktadır. Örneğin yeterince uzun süre beklenirse ortamdaki çözücünün tamamına yakın bir kısmı buharlaşmakta ve böylece hacimdeki azalma maksimum değere ulaşamaktadır. Bu noktadan itibaren yüzeydeki etkin parçacık konsantrayonu gittikçe artarak oluşan mikro çizgilerin kalınlaşmasına ve sürekli film oluşumuna neden olmaktadır. Mikropatern Zeolit A çizgilerin kalınlaşarak belirli bir noktadan sonra sürekli film oluşturmaya başlaması (Şekil 2) ve (Şekil 3) de gösterilmiştir. Bu etki 0,58 mg/ml olan yüksek parçacık konsantrasyonunda son üç mikro çizgi üzerinde daha net olarak görülmektedir. Derişim 0,29 mg/ml olduğunda ise mikro çigilerin genişlemesi çok daha küçük miktarlardadır. 4. TARTIŞMA VE ÖNERİLER Zeolitler moleküler boyutlarda boşluklar ve kanal sistemleri taşıyan gözenekli kristal yapılı malzemelerdir. Petrolün damıtılmasında ve petrokimyada katı asit katalizörü olarak yaygın kullanım alanları vardır. Membranlar, membran reaktörleri, ısı pompaları, katalizör kaplı reaktörler, kimyasal sensörler ve mikro elektronik cihaz parçaları gibi potansiyel kullanım alanlarının olması nedeniyle zeolit ince filmlerin hazırlanmasına yönelik çabalar giderek yoğunluk kazanmıştır. Bu nedenlerden dolayı zeolitlerin mikrokimyasal sistemlerde kullanımına yönelik araştırmalar büyük önem taşımaktadır [5]. Zeolit A nın cam, kuvars ve çelik yüzeylerde oldukça iyi kalitede mikron boyutlu filmlerden oluşan kaplamalar meydana getirdiği görüldü. Filmleri oluşturan zeolit parçacıklarının yaklaşık boyutunun 500 nm ve altı olduğu belirlendi. Bu da muhtemelen büyük parçacıkların daha hızlı dibe çökmesinden ve parçacıklar arasındaki etkileşimin daha düşük olmasından ileri gelmektedir. Hazırlanan zeolit kristallerinin yapısının saf Zeolit A türünde olduğu X-ray toz difraksiyon analizi ile tespit edildi. Elde edilen sonuçların mikroelktromekanik sistemler (MEMS) ile nanoelektromekanik sistemlerin (NEMS) kullanıldığı yeni teknolojilerin (zeolit yapılı mikro reaktörler, mikro gözenekli katalizörler, mikro yapılı ilaç salım sistemleri, analitik sensörler, etkili su arıtım sistemleri gibi) geliştirilmesine katkıda bulunması hedeflenmektedir. KAYNAKLAR 1. Sacco, Jr., A. et al., Zeolites: Facts, Figures, Future, Elsevier Science Publishers, 363-372, 1989. 2. Çetin, T., Tatlıer, M., Erdem-Şenatalar, A., Demirler, U., Ürgen, M., Lower temperatures for the preparation of thinner Zeolite A coatings, Microporous and Mesoporous Materials, 47, 1, 1-14, 2001. 3. Jung, K.T., Shul, Y.G., Preparation of ZSM-5 zeolite film and its formation mechanism Journal of Membrane Science 191, 1-2, 189-197, 2001. 4. Olgun, U., Sevinç, V., Advanced coating technologies using nanosuspensions, IX th International Corrosion Symposium, ICCP, Ankara, 2004. 5. Chau, J.L.H., Wan, Y.S.S., Gavriilidis, A., Yeung, K.L., Incorporating zeolites in microchemical systems, Chemical Engineering Journal, 88, 1-3, 187-200, 2002.