Süperkritik karbondioksit atmosferinde hazırlanan halloysit nanotüp bazlı melamin sünger kompozit materyali: Karakterizasyon çalışmaları ve sorbent olarak suda bulunan petrol türevlerini, yağlı maddeleri ve organik çözgenleri seçici bir şekilde gidermedeki performansının değerlendirilmesi

Bu tezde, saflaştırılan ve yüzey aktivasyonu sağlanan halloysit nanotüpün (HNT'nin) ve metiltrietoksilanın (METES'in) süperkritik karbondioksit atmosferinde melamin süngere (MS'ye) kaplanmasıyla hazırlanan MS bazlı yeni bir sorbent materyalinin (MS/METES'in) karakterizasyon çalışmaları, çeşitli petrol türevleri, yağlı maddeler ve organik çözgenler için sorpsiyon kapasite değerlerinin belirlenmesi çalışmaları, sorpsiyon kinetiği çalışmaları ve yağ-su veya organik çözgen-su karışımlarını ayırma ve seçici bir şekilde giderme performansının belirlenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. HNT ve METES kaplı MS sorbent materyalinin yüzey morfolojisini ve elementel kompozisyonunu belirlemek için sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) teknikleri kullanılmıştır. Kaplanmamış MS materyalinde pürüzsüz bir yüzey yapısının bulunduğu ve MS yüzeyine kaplama işleminin gerçekleştirilmesiyle kaplanmış MS materyalinde pürüzlü bir yüzey yapısının oluştuğu gerçekleştirilen SEM analiziyle ispatlanmıştır. Ayrıca, kaplamanın MS materyaline başarılı bir şekilde uygulandığı gerçekleştirilen XPS analiziyle doğrulanmıştır. MS/METES sorbent materyalinin süperhidrofobik ve süperolefilik yüzey özelliğine sahip olduğunu ispatlamak için sırasıyla su ve yağ temas açısı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. MS/METES sorbent materyalinin su temas açısı 153,0° ve yağ temas açısı 0° olarak ölçülmüştür. Farklı sıcaklıklarda 24 saat muhafaza edilen yeni sorbent materyalinin gerçekleştirilen su temas açısı ölçüm sonuçları, materyalin termal stabilitesinin oldukça iyi olduğunu göstermiştir. MS/METES sorbent materyalinin kimyasal stabilitesini belirlemek amacıyla sorbent materyalinin HCl, NaOH ve NaCl çözeltilerine maruz bırakılmasının ardından sorbent materyalinde su temas açısı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. 0,01 M'lik HCl çözeltisi, 0,01 M'lik NaOH çözeltisi ve %5 (a/h)'lik NaCl çözeltisi içerisinde bekletilen sorbent materyalinin su temas açısı değeri sırasıyla 152,0°, 151,9° ve 151,2° olarak bulunmuştur. 15 kez kullanım sonrasında sorbent materyalinin kaplamasında ciddi bir deformasyonun olup olmadığını tespit etmek için MS/METES sorbent materyaline seçilen model kirleticiler (mazot, makine yağı ve kloroform) ile 15 kez sorpsiyon-sıkma prosesi uygulanmış ve daha sonra, her bir sorbent materyalinin su temas açısı değeri ölçülmüştür. Mazot, makine yağı ve kloroform kirleticileri ile 15 kez sorpsiyon-sıkma işlemi uygulanmış sorbent materyallerinin 148,2°-150,8° aralığında elde edilen su temas açısı ölçüm sonuçları, MS/METES sorbent materyalindeki kaplamanın 15 kez kullanım sonrasında bile ciddi bir deformasyona uğramadığını göstermiştir. Mazot, kloroform ve makine yağı kirleticileri için kinetik çalışmalar gerçekleştirilmiş ve psödo ikinci derece kinetik modelinin deneysel sorpsiyon kinetiği verileriyle uyumunun psödo birinci derece kinetik modeline göre daha iyi olduğu bulunmuştur. Ayrıca, MS/METES'in farklı kirleticiler için sorpsiyon kapasite değerleri belirlenmiştir. Aralarında benzinin, mazotun, kerosenin, makine yağının, zeytinyağının, toluenin, n-hekzanın, N,N-dimetilformamidin, dimetil sülfoksitin, kloroformun, petrol eterinin, etil alkolün ve ham petrolün yer aldığı çeşitli kirleticiler için MS/METES'in en yüksek sorpsiyon kapasite değerine 122,4 g/g'lik sorpsiyon kapasite değeri ile kloroformda ve en düşük sorpsiyon kapasite değerine de 46,9 g/g'lik sorpsiyon kapasite değeri ile petrol eterinde ulaştığı görülmüştür. Ayrıca, bu çalışmada kullanılan sorbent materyalinin farklı ayırma metotlarında kullanılabilirliği incelenmiştir. Spontane ayırma metodu kullanılarak kloroform-su karışımında %99,9'luk bir ayırma verimiyle ve 2780 L/(m2.sa)'lık akış miktarıyla kloroformun sudan seçimli bir şekilde ayrılması MS/METES sorbent materyali tarafından başarılmıştır.