Al-, Fe- ve Zr- sütunlu killerin hazırlanması ve karakterizasyonu ve uygulamaları

Alüminyum, demir, zirkonyum?sütunlu killeri Montmorillonit KSF ve K10 kullanılarak hazırlandı ve poli(akrilik asit/ Alüminyum ve Zirkonyum sütunlu killeri) süperabsorplayıcı kompozitlerde inorganik dolgu maddesi olarak kullanıldı. Sütunlu killer ve süperabsorplayıcılar XRD, FTIR, gaz adsorpsiyon analizi, SEM ve TGA ile karakterize edildi. Sütunlama işlemi d001 bazal aralıkta büyük bir artışla sonuçlandı. BET yüzey alanı analizleri sütunlu killerin yüzey alanlarının arttığını gösterdi. Süperabsorplayıcıların pH'a bağımlı ve tersinir şişme özelliğine sahip oldukları yapılan şişme deneyleri ile anlaşıldı. Süperabsorplayıcıdaki Zr-KSF'nin miktarı artmasıyla şişme oranında düşme gözlenmektedir. Al-K10 tabanlı süperabsorplayıcının Al-KSF tabanlı süperabsorplayıcıya göre daha çok çapraz bağlanma yaptığı daha az şişme özelliği göstermesinden anlaşılmaktadır. XRD sonuçları kilin tabakalarının kompozit içinde dağıldığını ortaya çıkarmıştır. FTIR analizleri, O-Si-O tetrahedral gerilmedeki ve OH bandlarındaki kaymaların akrilik yapı ile sütunlu kil arasında ester oluşumunu desteklediğini göstermektedir. Bunlara ek olarak, bu çalışma alüminyum- sütunlanmış-tabakalı K10 ve KSF montmorillonitlerin (Al-PILC'ler), Trimetoprimin (TMP) sulu çözeltiden uzaklaştırılmasında etkinliğini araştırmıştır. TMP'nin uzaklaştırılma yüzdesi büyük oranda pH'a bağlıdır. TMP ve adsorplayıcı yüzeyinin her ikisinin de asidik pH değerlerinde pozitif yük taşıması, Al-PILC'lerin yüzeylerine TMP'nin daha zayıf tutunmasını açıklayabilmektedir. Al-K10, Al-KSF ile kıyaslandığında daha düşük adsorplayıcı miktarında daha yüksek TMP'i uzaklaştırma kapasitesi göstermektedir. TMP'nin Al-KSF üzerine olan adsorpsiyonu sıcaklık artarken, Al-K10 üzerine olan ise sıcaklık düşerken artmaktadır. Dubinin?Radushkevich izoterm denkleminden, Al-KSF ve Al-K10 üzerine olan adsorpsiyon sırasıyla iyon-değişimi ve fiziksel adsorpsiyonla açıklanabilir. Standart entalpi değeri adsorpsiyonun endotermik olduğunu gösterirken standart entropi değeri de düzensizliğin adsorpsiyon sırasında arttığını belirtmektedir. Al-PILC'ler atık su arıtma tesislerinden TMP'nin uzaklaştırılmasında potansiyel yararlı bir adsorplayıcı ve süperabsorlayıcı kompozitlerin sentezinde ise iyi bir inorganik dolgu maddesi olduğunu sonuçlar göstermektedir.