Production and characterization of hierarchically porous transparent glasses

Ağırlıkça yüzde olarak 55.7SiO2-33.6B2O3-9.2Na2O-1.5Al2O3 nominal bileşimine sahip bir sodyum borosilikat cam (SBG) geleneksel ergitme-döküm yöntemiyle üretilmiştir. Faz ayrışmasını sağlamak amacıyla SBG farklı sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutulmuştur. Faz-ayrıştırılmış cam, gözenekli cam (PG) elde etmek amacıyla üç farklı molaritedeki asit (HCl) çözeltinde liç edilerek alkali-borat fazın çözünmesi sağlanmıştır. Gözenek yapısını kontrol etmek ve gözenek mimarisi ile ortaya çıkan özellikler arasında bir ilişki bulmak amacıyla PG'ye daha sonra alkali (NaOH) liç veya 800 C°'de 1 saat ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem sıcaklığının ve liç çözeltisinin asidik konsantrasyonun gözenek mimarisi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Isıl işlem sıcaklığının esas olarak sıvılaşım kanallarının genişliğini etkilediği, fakat silika çökeltileri ile ilişkili birincil gözeneklerin liç çözeltisinin asidik konsantrasyonundan daha fazla etkilendiği belirlenmiştir. Gözenekli camın toplam gözenek hacmi alkali liç ile artmış, bunun yanında ilave ısıl işlemle azalmıştır. Üretilen SBG ve PG'lerin mikro sertliği ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Tüm gözenekli camlar için mikro sertlik değerlerinin daha düşük olduğu, ayrıca aşınma oranlarının SBG'den daha yüksek olduğu görülmüştür. TiO2 kristalleri PG'nin gözenekleri içerisinde büyütülmüştür. Sonuçlar bu sistemin atık su arıtımı için uygunluğu açısından değerlendirilmiştir. Metilen Mavisi (MB) bozunum testleri TiO2 emdirilmiş PG'nin (TiPG) UV ışık altında fotokatalitik aktivite gösterdiğini ve atık su arıtımında umut verici bir malzeme olarak kullanılabileceğini ortaya koymuştur.