Soğurma uygulamaları için yeni malzeme geliştirilmesi; grafen oksit katkılı silika jel

Abstract

Bu çalışmada adsorpsiyonlu ısı pompalarında, adsorbent olarak sıkça kullanılmakta olan silika jelin üretimi ve içerisine farklı oranlarda grafen oksit eklenerek termal iletkenliğinin arttırılması amaçlanmıştır. İlk aşama olarak silika jel üretimi için 1.5M H2SO4 çözeltisi, de-iyonize su ve sodyum silikat çözeltisi (%28 Na ve %14 SiO2) kullanılmıştır. Sodyum silikat 1:1 oranında deiyonize su ile karıştırılarak soydum silikat çözeltisi hazırlandı. Sodyum silikat çözeltisi asit çözeltisine büret yardımıyla damlalar şeklinde eklendi. Damlatma işlemi devam ederken pH metre yardımıyla sol jelin devamlı olarak pH değeri ölçüldü. Oluşan soljeller pH değeri 1, 2, 3, 4 ve 5 olduğunda ekleme işlemi kesilip farklı pH değerleri için beherden numuneler alındı. Soljeller kalıplara dökülerek 1 gün boyunca oda sıcaklığında bekletilerek hidrojelleşmeleri sağlandı ve daha sonra 5 kez yıkandı. Son aşamada hidrojeller 100 oC etüvde 24 saat bekletildi ve silika jel elde edildi. İkinci aşamada Hummer's Metot'u kullanılarak grafen oksit sentezlenmiştir. Üretilen grafen oksit ve silika jellerin karakterizasyonu FT-IR (Fourier-transform infrared spectroscopy ), Raman Spektroskopisi ve Bet analizleri kullanarak yapılmıştır. Üçüncü aşamada yüzdece 0,5- 1-2 oranlarında grafen oksit, silika jel üretiminin hidrojel aşamasında eklenerek farklı oranlarda grafen oksit katkılı silika jeller üretilmiştir. Yapılan termal iletkenlik analizlerinde termal iletkenliğin arttırıldığı tespit edilmiştir.

In this study, it is aimed to produce silica gel, which is widely used as an adsorbent in adsorption heat pumps, and to increase its thermal conductivity by adding graphene oxide at different rates. As the first step, sodium silicate solution (28%Na and 14% SiO2), de-ionized water, 1.5M H2SO4 solution were used for the production of silica gel. The sodium silicate solution was prepared by mixing the sodium silicate with deionized water at a ratio of 1:1. Sodium silicate solution was added to the acid solution with the help of a burette, and the pH of the left gel was measured continuously with a pH meter while this process was going on. When the pH values of 1, 2, 3, 4 and 5 of the formed sol gels were read, the addition process was stopped and samples were taken from the beaker for 5 different pH values. Sol gels were poured into molds and kept at room temperature for 1 day to hydrogel them and then washed 5 times. Finally, the hydrogels were kept in an oven at 100 oC for 24 hours and silica gel was obtained. In the second step, graphene oxide was synthesized using Hummer's Method. The characterization of the produced graphene oxide and silica gels was performed using FT-IR (Fourier-transform infrared spectroscopy), RAMAN Spectroscopy and Bet analysis. In the third stage, 0.5-1-2 percent graphene oxide was added at the hydrogel stage of silica gel production, and silica gels with graphene oxide doped at different rates were produced. In the thermal conductivity analysis, it was determined that the thermal conductivity was increased.