Alümina esaslı hammadde ve atıklardan alümina esaslı aerojel tozu üretim ve karakterizasyonu

Mevcut çalışmada, alümina esaslı atık malzemeler (ikincil alüminyum cürufu, alüminyum eloksal atığı, şamot tuğla harcı ve alümina pota) ve doğal alümina esaslı hammadde olan Seydişehir alüminası kullanılarak atmosferik şartlar altında kurutma ile alümina esaslı aerojel tozu üretimi hedeflenmiştir. Alümina esaslı başlangıç malzemelerinin, hazırlanan baz/saf su çözeltilerinde karıştırma ve sıcaklık etkisi ile çözünmeleri sağlanmış ve ardından filtre işlemi yapılarak alüminaca zengin sıvı çözeltiler elde edilmiştir. Çözeltilerin pH'ı asit/saf su çözeltisi kullanılarak nötralize edilmiş ve üzerleri streç film ile kapatılan çözeltiler yaşlandırma işlemi için kapalı ortamda bekletilmiştir. Yaşlandırma işlemine sırasıyla, ağırlıkça %20'lik Saf Su/ Etanol, Etanol ve n-heptan içerisinde bekletilerek devam edilmiştir. Yaşlandırma işlemi ardından süzülen alüminaca zengin çözeltiler, belirlenen sürelerde farklı sıcaklıklarda atmosferik şartlarda kurutma ile kurutularak alümina esaslı aerojel tozları elde edilmiştir. Elde edilen tozlar, SEM, EDS, XRD, FESEM, DTA, BET, FTIR, termal iletkenlik ve yoğunluk analizlerine tabi tutulmuştur. Farklı şartlar altında üretilen alümina esaslı aerojel tozlarının özellikleri karşılaştırılmıştır. Yapılan analiz sonuçlarına göre; üretilen alümina esaslı aerojel tozlarının nano boyutlarda oldukları (10-120 nm) ve gözenekli yapıya sahip oldukları bu sayede düşük yoğunluğa sahip oldukları anlaşılmıştır. Yapılan FTIR analizlerinde görülen O-H pikleri, yapıda fiziksel suyun adsorblandığını, Al-O-H ve Al-O pikleri, sentezlenen aerojel tozlarının kuvvetli Al bağlarını içerdiğini göstermektedir. BET analizi sonuçlarına göre, alümina esaslı aerojel tozlarının yüzey alanları, partikül boyutları, gözenek hacimleri belirlenmiştir. Alümina esaslı aerojel tozlarının sıcaklığa bağlı değişimlerinin gözlendiği termal analiz sonuçlarında görülen endotermik pikler, yapıda mevcut olan nemin varlığını kanıtlamıştır. Oksidasyon ve yeni faz oluşumlarından kaynaklı ekzotermik pikler tozların sıcaklık değişimine olan tepkilerini göstermektedir. Termal iletkenlik testinde alümina esaslı aerojel tozundan beklenen düşük termal iletkenlik katsayısı elde edilmiştir. Hacmi belirli bir kap yardımıyla üretilen alümina esaslı aerojel tozlarının yoğunluk değerleri ölçülmüş ve oldukça düşük oldukları tespit edilmiştir. Anahtar kelimeler: Alümina esaslı aerojel tozu, atmosferik kurutma, sol-jel yöntemi