The synthesis of clay-polymer composite absorbents for oil removal from aqueous sources
No Thumbnail Available
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Abstract
Su kaynakları, sucul yaşam için büyük bir tehdit olan yağlarla sürekli olarak kirlenmektedir. Bu nedenle, dökülen yağlar etkili bir temizleme yöntemi kullanılarak sudan uzaklaştırılmalıdır. Polimer esaslı köpükler, hafif, yüksek gözenekli ve esnek yapıları nedeniyle yağ emici malzeme olarak sıklıkla kullanılmaktadır.Bu tezde, LDPE-organosepiyolit kompozit köpükler yağ emici malzemeler olarak sentezlenmiştir. Bu amaçla, Eskişehir sepiyoliti değişen reaksiyon koşulları altında trimetoksi(oktadesil)silan, (3-glisidiloksipropil)trimetoksisilan ve (3-aminopropil)trietoksisilan ile organik modifikasyondan önce saflaştırılmış ve asitle muamele edilmiştir. Sentezlenen sepiyolit numuneleri yağ absorpsiyon testlerine tabi tutulmuş, ve BET, TGA ve FT-IR analizleri ile karakterize edilmiştir. En oleofilik sepiyolit, kompozit malzeme sentezi için dolgu maddesi olarak seçilmiştir. Ağırlıkça, %5, %10 ve %20 organosepiyolit içeren LDPE-organosepiyolit kompozit pelletleri eriyik karıştırma ile çift vidalı ekstrüder kullanılarak üretilmiş ve sonra plaka formuna getirilmiştir. Plakalar, yığın köpürtme ile köpürtme ajanı olarak CO2 kullanılarak 45, 70 ve 110 bar doyma basınçlarında köpürtülmüştür. Sentezlenen köpüklerin absorpsiyon kapasitesi zeytinyağı, atık zeytinyağı, motorin ve benzin için belirlenmiştir. Yeniden kullanılabilirlik özelliği de ayrıca araştırılmıştır. Köpük morfolojileri SEM ile analiz edilmiştir. Sonuçlara göre, asitle muamele edilmiş sepiolit, muamele edilmemiş sepiolite göre daha verimli bir şekilde silillenmiştir. (3-glisidiloksipropil) trimetoksisilan ile modifiye edilmiş sepiolit, kompozit köpükler için dolgu maddesi olarak seçilmiştir. En yüksek yağ emme kapasitesi (3,38 g/g) ve hacim genleşme oranı (7,43), 70 barda doymuş ağırlıkça % 10 organosepiyolit içeren köpük ile elde edilmiştir. Sonuç olarak, sentezlenmiş LDPE-organosepiyolit kompozit köpükler, su ortamından yağı verimli bir şekilde uzaklaştırabilir.--------------------Aqueous sources are continuously polluted with oils which is a greatly threat to aquatic life. Therefore, spilled oils must be removed from water using an efficient cleaning method. Polymer based foams are frequently used as oil absorbent materials due to their lightweight, highly porous and flexible structure. In this thesis, LDPE-organosepiolite composite foams were synthesized as oil absorbent materials. For this purpose, Eskişehir sepiolite was purified and acid treated prior to organic modification using trimethoxy(octadecyl)silane, (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane and (3-aminopropyl)triethoxysilane under varying reaction conditions. The synthesized sepiolite samples were subjected to oil absorption tests and characterized with BET, TGA and FT-IR analysis. The most oleophilic sepiolite was selected as filler for composite material synthesize. LDPE-organosepiolite composite pellets containing 5%, 10 % and 20% (w.) organosepiolite were produced by melt mixing using a twin screw extruder and then formed into sheets. The sheets were foamed by batch foaming using CO2 as foaming agent at saturation pressures of 45, 70 and 110 bar. The absorption capacites of synthesized foams were determined for olive oil, waste olive oil, diesel and gasoline. The reusability feature was also investigated. Foam morphologies were analyzed with SEM. According to the results, acid-treated sepiolite was more efficiently silylated than untreated sepiolite. (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane modified sepiolite was selected as the filler for composite foams. The highest oil absorption capacity (3.38 g/g) and volume expansion ratio (7.43) was obtained with the foam containing 10 % (w.) organosepiolite saturated at 70 bar. Consequently, synthesized LDPE-organosepiolite composite foams can remove oil from aqueous media efficiently.
Description
Keywords
Chemical engineering, Kimya mühendisliği