Polietilenimin yüklü mezogözenekli silika malzemelerin CO2 adsorpsiyon performansının araştırılması

Proje kapsamında, gaz fazı sistemlerdeki CO2 adsorplama kapasitesinin yüksek olduğu bilinen amin grubu emdirilmiş silika malzemelerin sentezi gerçekleştirilmektedir. Silika destek malzemesi türü (MCM-48 veya MSN), destek malzemesinin kalsine edilme durumu, kalsine numunelere yüzey aktif madde ilavesi ve amin grubu yükleme oranının (ağırlıkça %50 ve %70) adsorbanların yapısı üzerindeki etkisi incelenmektedir. Amin yapısı emdirilmiş silika malzemelerin karakterizasyonu için x-ışını kırınım, azot ve karbondioksit sorpsiyonu, FT-IR spektroskopi, taramalı elektron mikroskopi gibi yöntemler kullanılmaktadır. Analizi gerçekleştirilen numuneler göz önünde bulundurulduğunda, amin grubunun ilave edilmesi ile destek malzemesindeki gözeneklere polietileniminin nüfuz etmesi sonucu kristal yapının korunmasına rağmen karakteristik düzlem piki şiddetlerinde azalma meydana geldiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, destek malzemeleri üzerine polietilenimin katkılanması sonucu gözeneklerin tıkanmasına bağlı olarak yüzey alanında düşme gözlenmiştir. Morfolojik yapının incelendiği taramalı elektron mikroskobu görüntülerinde de MSN-esaslı silika destek malzemelerin karakteristik olarak çubuk benzeri yapıya sahip olduğu, MCM-48 esaslı malzemelerin ise küresel yapıda olduğu ve amin yüklenmesi ile yüzeyin PEI tarafından kaplandığı belirlenmiştir. Adsorbanların gaz kirletici olarak CO2 tutma yetenekleri incelendiğinde, PEI yüklenmemiş destek malzemelerin düşük kapasiteye sahip olduğu (UC-MCM-48: 0,48 mmol/g, MCM-48: 0,36 mmol/g, UC-MSN: 0,26 mmol/g, C-MSN: 0,50 mmol/g), amin grubunun yapıya ilavesi sonrasında optimum adsorpsiyon kapasitesi değerleri UC-MCM-48-50PEI ve UC-MSN-50PEI için sırasıyla 2,26 mmol/g ve 3,31 mmol/g olmak üzere elde edilmiştir.