Karbon Aerojel Üretiminde Piroliz Ve Aktivasyonun Etkisi

Yıl 2013, Cilt: 28 Sayı: 3, 0 - , 05.03.2014

Derya Balkabak Burak Öztürk H. Canan Cabbar

Öz

Karbon aerojeller (KA) yüksek yüzey alanı, gözenek yapısının kontrol edilebilirliği, düşük elektriksel iletkenliği, termal ve mekanik özellikleri gibi cazip özelliklerinden dolayı oldukça fazla kullanım alanına sahiptirler. Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle Resorsinol-Formaldehit (RF) aerojeller sentezlenmiştir. Daha sonra süper kritik şartlarda (SKŞ) karbondioksit gazı ile kurutma işlemi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen RF aerojel, azot gazı ile
piroliz edilerek KA üretilmiştir. Yüzey alanını arttırmak amacıyla piroliz safhasında farklı sürelerde karbondioksit gazı ile aktifleştirme yapılmıştır. En iyi aktifleştirmenin 7 saat 20 dakika azot gazı ile pirolizden sonra 40 dakika karbondioksit gazı ile aktifleştirme olduğu tespit edilmiştir. Resorsinol/Formaldehit (R/F) oranı sabit tutularak, Resorsinol/Katalizör (R/K) ve Resorsinol/Su (R/S) oranları değiştirilerek yapılan deneylerden, en iyi aktifleştirme şartlarında elde edilen KA’nın (R/S=0,125 ve R/K=50) yüzey alanı 1112 m2/g olarak bulunmuştur. RF aerojellerin SKŞ’de karbondioksit ile kurutma süresi oldukça uzundur. Bu süreyi kısaltmak amacı ile kurutma işlemi karbondioksit ve etanol karışımı kullanılarak yapılmıştır. Bu sayede kurutma süresi yaklaşık olarak yarı yarıya azaltılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Gözenekli malzemeler, karbon aerojel, sol-jel.

Kaynakça

• Kaya, N., Yücel, A. T., Konkan, A., Mocur, D. Ve
• Gültekin, M., “Ceviz Kabuğu ve Fındık Kabuğu
• Kullanılarak Sulu Çözeltilerden Dispers Azo
• Boyaların Giderimi”, Journal of the Faculty of
• Engineering and Architecture of Gazi
• University, Cilt 26, 509-514, 2011.
• Aydın, M., “Gözenekli Seramik Malzeme ile
• Paslanmaz Çeliğin Difüzyon Kaynak Yöntemi ile
• Birleştirilmesi”, Journal of the Faculty of
• Engineering and Architecture of Gazi
• University, Cilt 23, 595-599, 2008.
• Meena, A. K., Mishra, G. K., Rai, P. K.,
• Rajagopal, C. ve Nagar, P. N., “Removal of
• Heavy Metal Ions from Aqueous Solutions Using
• Carbon Aerogel as an Adsorbant”, Journal of
• Hazardous Materials, Cilt B122, 161- 170, 2005.
• Tillotson, T. ve Fricke, J., “Aerogels: Production,
• Characterization and Application”, Thin Solid
• Film, Cilt 297, 212-223, 1997.
• Radha, M. A., Atık Sularda Karbon Aerojel ile
• Ağır Metal Tutunması, Yüksek Lisans Tezi,
• Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008.
• Horikawa, T., Hayashi, C. Ve Muroyama, K.,
• “Controllability of Pore Characteristics of
• Resorcinol-Formaldehyde Carbon Aerogel”,
• Carbon, Cilt 42, 1625-1633, 2004.
• Saquing, C. D., Kang, D., Aindow, M., Erkey,
• C., “ Investigation of the Supercritical Deposition
• of Platinum Nanoparticles into Carbon Aerogels”,
• Microporous and Mesoporous Materials, Cilt
• , 11-23, 2005.
• Pekala, R. W., “Organic Aerogels from the
• Polycondensation of Resorcinol with
• Formaldehyde”, Journal of Materials Science,
• Cilt 24, 3221-3227, 1989.
• Ergu, B. Ö., Gürü, M., Cabbar, H. C., “Preparation
• and Characterization of Alumina-zirconia
• Composite Material with Different Acid Ratios by
• the Sol-gel Method”, Central European Journal
• of Chemistry, 6(3),482-487, 2008.
• Li, J., Wang, X., Huang, Q., Gamboa, S. ve
• Sebastian, P.J., “Studies on Preparation and
• Performances of Carbon Aerogel Electrodes for
• the Application of Supercapacitor”, Journal of
• Power Sources, Cilt 158, 784-788, 2006.
• Baumann, T. F., Worsley, M. A., Yong-Jin Han,
• T. ve Satcher Jr., J. H., “High Suface Area Carbon
• Aerogel Monoliths with Hierarchical Porosity”,
• Journal of Non-Crystalline Solids, Cilt 354,
• -3515, 2008.
• Lind, C., ve Ritter, J. A., “Effect of Synthesis pH
• on the Structure of Carbon Xerogels”, Carbon,
• Cilt 35, 1271-1278, 1997.