Polibenzimidazol/silika nanokompozitlerin sentez ve karakterizasyonları

Bu çalışmada öncelikle montmorillonit polibenzimidazol kompozitlerinin (MMT/ABPBI) morfolojik özellikleri araştırılmıştır. MMT/ABPBI kompozitlerinin morfolojisi ve yapılarının karakterizasyonu Fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometresi (FT-IR), X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ve termogravimetrik analiz (TGA-DTG) teknikleri ile incelenmiştir. MMT miktarının az olduğu durumlarda MMT'nin dağılımında pulcuklanmış yapı mekanizması hakim olmuştur. MMT miktarının fazla olduğu durumlarda ise aralanmış tabakalı yapı olmayan mikrokompozit morfolojisi, aralanmış tabakalı olan nanokompozite rağmen tercih edilmiştir. Nanokompozitin termal bozunmasında çeşitli kütle kayıp yüzdeleri üç aşamada gerçekleşmiştir. Termal bozunmanın ikinci basamağında MMT/ABPBI için gözlemlenen başlangıç sıcaklığı ABPBI'dan daha düşüktür. Son aşamada MMT'nin ABPBI'da yer almasıyla kazandığı termal kararlılık ikinci aşamadakinden daha farklıdır. ABPBI'ya kütlece % 5 mMMT katıldıktan sonra aktivasyon enerjisi hava ortamında 62,6 kJ/mol'den 77,7 kJ/mol'e çıkmıştır. Adsorban olarak poli(2,5-benzimidazol) (ABPBI) kullanılarak batch yöntemiyle sulu çözeltiden fosfat türlerinin giderimi çalışılmıştır. Adsorbanın fizikokimyasal özellikleri FT-IR, TGA ve SEM yöntemleri ile incelenmiştir. ABPBI'nın bozunması için statik hava atmosferinde Kissinger yöntemi ile hesaplanan aktivasyon enerjisi yaklaşık 29 kJ/mol olarak bulunmuştur. Sulu çözeltilerden fosfat türlerinin adsorpsiyonuna başlangıç fosfat derişimi, pH ve temas süresi parametrelerinin etkileri incelenmiştir. ABPBI için Langmuir tek tabakalı adsorpsiyon kapasitesi 87,90 mg/g olarak hesaplanmıştır. Kinetik verileri ve hız sabitlerini tanımlamak için yalancı-birinci derece, yalancı-ikinci derece kinetiği ve partikül içi difüzyon modelleri kullanılmıştır.