Adsorban Türleri

Adsorban Türleri

Hemen her katı bir adsorban olarak kabul edilebilirse de, adsorpsiyon işlemlerinde çoğu tanecikli, toz, granüllü adsorbanlardan yararlanmaktadır. Bunlar doğal ya da sentetik materyallerden yapılabilmektedir. Bir adsorbanın endüstriyel proseslerde kullanılabilmesi için, büyük miktarda bulunabilmesi ve ucuz olması, geri dönüştürülerek tekrar kullanılabilmesi, fiziksel olarak sağlam olması, kimyasal tepkimelere girmemesi, arzu edilen sıvılara ve gazlara karşı yüksek kapasitesinin olması, bir karışımdan belirli bir veya birkaç madde ayrılmak isteniyorsa bu maddelere karşı seçicilik göstermesi gerekir. Adsorbanların çoğu amorf ya da mikrokristal yapıdadır. Endüstriyel adsorbanların çoğunu şöyle sınıflandırabiliriz:

  • Oksijen içeren bileşikler: Hidrofilik ve polar moleküllerdir. Silika jel ve zeolitler örnek olarak verilebilir.
  • Karbon temelli bileşikler: Hidrofobik ve apolar moleküllerdir. Örnek olarak aktif karbon ve grafit verilebilir.
  • Polimer temelli bileşikler: Gözenekli polimer matriksinde polar ya da apolar işlevsel gruplar bulundururlar.

Silika Jel

Silika jel, kimyasal olarak inert, toksik olmayan, polar ve boyutsal olarak kararlı SiO2’nin amorf şeklidir. Sodyum silikat ve asetik asit arasındaki tepkime ile ve bu tepkimeyi takiben bir seri tepkime sonrası muameleler (asitle temizleme gibi) ile elde edilir. Bu tepkime sonrası muameleler, silika jelin farklı gözenek boyutu dağılımına sahip kılar.

Silika jeller, nem tutucu olarak kullanıldığı gibi doğal gazdan ağır polar hidrokarbonların adsorpsiyonunda da kullanılır.

Zeolitler

Zeolitler kristal yapıda hidrasyona uğramış aluminyum silikatlardır. Zeolitlerin kafes şeklindeki yapısı, iyon değişimi ve kimyasal reaksiyonlar için geniş iç ve dış yüzey alanı oluşturmaktadır. İçindeki gözenekler hacminin %50’sini kaplar. Bu gözenekler moleküler elek işlevi görürler. Zeolitler doğal olarak negatif yüklüdür ve yüksek iyon değiştirme kapasitesine sahiptir. Gözenekli yapısı ve yüksek iyon değiştirme kapasitesi sayesinde birçok çeşit gazı ve kokuyu; suyu ve nemi; petrokimyasal maddeleri, düşük düzeyde radyoaktif elementleri, amonyumu, toksinleri, ağır metalleri ve pek çok solüsyonu tutma ve soğurma özelliğine sahiptir. Çevre dostu yapısı ve düşük maliyeti ile zeolit, günümüzde birçok endüstriyel alanda ve çeşitli çevre projelerinde kullanılmaktadır.     

Aktif Karbon

Geniş yüzey alanı ve özgün gözenek yapısına sahip, herhangi bir yapısal formül veya kimyasal analiz ile karakterize edilemeyen, karbon içeriği yüksek olan adsorplayıcı bir malzemedir. Aktif karbon, büyük kristal formu ve oldukça geniş iç gözenek yapısı ile karbonlu adsorbanlar ailesini tanımlamada kullanılan genel bir terimdir. Aktif karbon apolar yapılı ve ucuzdur.

Aktif karbon laboratuvar ölçekte meyve çekirdeklerinden, kuruyemiş kabuklarından, çeşitli bitkisel atıklarından, hayvansal atıklardan, yosun gibi çeşitli maddelerden elde edilebilirken endüstriyel ölçekte linyit, bitümlü kömür, odun ve hindistan cevizinden üretilir. Bu hammaddelerin ortak özelliği yüksek oranda karbon içeren bileşikler içermesidir.

Aktif karbon üretimi iki faz içerir: Karbonizasyon ve aktivasyon. Karbonizasyon prosesi kurutma ve yan ürünleri (katran ve diğer hidrokarbonlar) ayırmak ve tepkime sırasında oluşan gazları uzaklaştırmak için ısıtma işlemlerini içerir. Bu süreç, patlamanın olmaması için oksijen içermeyen bir ortamda malzemenin 400 °C üzerine ısıtılması ile tamamlanır. Karbonizasyon ürünü parçacıklar yüksek sıcaklıklarda genellikle buhar ya da karbondioksit kullanıldığı bir oksitleyici ajan ile aktifleştirilirler. Bu ajanlar, karbonizasyon sürecinde malzeme içindeki gözeneklerde tıkanmaya sebep olan yapıları yakarak malzemenin gözenekli, üç boyutlu grafit kafes (örgü) yapısında olmasını sağlarlar. Aktivasyon süresince oluşan gözenek boyutu zamanın bir fonksiyonudur. Uzun muamele süreleri daha büyük gözenek boyutlarına sahip yapıların oluşmasına sebep olacaktır.

Aktif karbonun adsorban olarak tercih edilmesinin başlıca üç nedeni vardır:

1)      Belirli maddeleri çekebilmesi için çekici yüzey,

2)      Fazla miktarda maddeyi tutabilmesi için geniş bir yüzeye sahip olması

3)      Kimyasal (yüzey grupları gibi) ve fiziksel özelliklerinin (gözenek boyutu dağılımı ve yüzey alanı gibi) ihtiyaca göre değiştirilebilmesi

Aktif karbon, organik maddelerin ve apolar adsorbatların adsorpsiyonunda, atık gazların saflaştırılması, kirlilik (CO2 gibi) giderilmesinde, ağır metal içeren bileşiklerin giderilmesinde, zehirli gazların adsorpsiyonunda kullanılmaktadır.

Aktif Alümina

Aktifleştirilmiş alümina bir cins alüminyum oksit olup hemen hemen tüm endüstriyel kurutma işlemlerinde kullanılabilmektedir. Doymuş gaz veya sıvı akımlarının dinamik kurutulmasında özellikle tavsiye edilir.

Polimerler

Poli(metil p-vinilbenzil eter), Poli(fenil p-vinilbenzil eter), hidrofobik çapraz bağlı polistiren kopolimerleri …

Moleküler Elek (Sentetik Zeolit)

Aktif Kil

Metal Oksitler (Alüminyum Trihidroksit)

Kaynaklar

Lütfen Login yada Register gizli linkleri görebilmek için

Rıdvan

Yıldız Teknik Üniversitesi'nde Doktora yapmakta.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

ankara escort bayan escort ankara ankara escort ankara escort