Sürdürülebilir, potansiyel uygulamalara sahip, çevre dostu malzeme üretimi

Bu çalışmada farklı endüstriyel ve tarımsal atıkların geopolimer malzeme üretiminde kullanılabilirliği ve bu malzemelerin bazı uygulamaları incelenmiştir. Bu kapsamda iki farklı tip uçucu kül ve yüksek fırın cürufu olmak üzere üç farklı alüminosilikat kaynağı ham madde olarak kullanılmıştır. Bu ham maddeler kullanılarak gerçekleştirilen deneylerde, ham madde tipinin ve miktarının etkisi, NaOH ve KOH olmak üzere alkali aktivatör tipinin ve konsantrasyonunun etkisi, Na2SiO3 ve K2SiO3 olmak üzere silikatların tipi ve miktarının etkisi incelenerek optimum değerlere sahip ideal geopolimer malzemeler elde edilmiştir. İdeal olarak belirlenen numuneler üzerinden sürdürülebilir ve çevre dostu malzeme üretimi için kanyaş otu, mısır kabuğu ve yer fıstığı kabuğu olmak üzere üç farklı tarımsal atığın külleri yapıya eklenerek üretimde kimyasal kullanımının azaltılması amaçlanmıştır. Elde edilen malzemelerin fiziksel özelliklerini belirleyebilmek için 25, 50 ve 75 °C olmak üzere kürleme sıcaklığı ve kinetiği, yoğunluk değerleri, asit ve su ortamına dirençleri ve basınç dayanımları incelenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan atıkların ve elde edilen malzemelerin karakterizasyonu için XRF, XRD, SEM-EDX ve FT-IR analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizler ile numunelerin elementel analizi, kristalin/amorf yapıları, yüzey morfolojik yapıları ve içerdiği fonksiyonel gruplar belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen numunelerin bazılarının toksik boyar maddelerin adsorpsiyon metoduyla gideriminde adsorban olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Deneyler sonucunda %85 in üzerinde boyar madde giderimi sağladığı ve kinetik olarak yalancı ikinci mertebe ve avrami modellerine uyduğu tespit edilmiştir. Geopolimer malzemelerin radyoaktif atıkların immobilizasyonunda kullanılabilirliğini incelemek için kapsülleme matrisi metoduyla sezyum (Cs) ve stronsiyum (Sr) elementlerini içeren numuneler 28 gün süresince su ortamında tutulmuştur. SEM-EDX ve XRF analiz sonuçlarına göre radyoaktif elementlerin yaklaşık %90 seviyelerinde matris içerisinde tutulabildiği saptanmıştır. Elde edilen sürdürülebilir ve çevre dostu geopolimer malzemenin yapı malzemesi, kaplama malzemesi ve toksik madde gideriminde, radyoaktif atıkların depolama alanlarında kullanılabileceği belirlenmiştir.