Poli(alkoksisilan) organojellerinin sentezi ve absorbent olarak kullanımı

Abstract

Petrol, modern endüstrinin artan ihtiyacı, tanker kazaları, savaşlar, işleme kusurları ve üretim, taşıma, saklama gibi adımlarda meydana gelen kazalar nedeniyle denizlere, yeryüzü sularına ve toprağa yayılmaktadır. Petrol yayılmasının ardından, petrolün topraktan ve sudan acil ve etkili bir şekilde temizlenmesi gerekmektedir. Petrol yayılmasının temizlenmesinde fiziksel (absorbentler, kepçeler, vb.), kimyasal (su yüzeyinde yakma, dağıtıcılar ve katılaştırıcılar) ve biyolojik (mikroorganizmalar) yöntemler kullanılmaktadır. Petrol ve petrol kökenli sıvıların sulardan temizlenmesinde en uygun yöntem olarak; sorbentler kullanarak temizleme son yıllarda giderek artan bir uygulama olarak karşımıza çıkmaktadır. Hidrofobik çapraz bağlı ağ yapısı sayesinde petrole ilgisi güçlü olan organojeller iyi bir bir petrol absorbent olarak kullanılabilirler. Bu tez çalışmasında, hidrofobik karakterde poli(alkoksisilan) organojeller diol monomerleri ve alkiltrietoksisilanların kondenzasyonuyla herhangi bir başlatıcı, aktivatör ve katalizör kullanmaksızın kütle-yığın polimerizasyonu tekniği ile sentezlendi. Sentezlenen poli(alkoksisilan) organojellerin yapısal karakterizasyonları fourier döşümlü kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR), katı hal 13C ve 29Si çapraz polarizasyon-sihirli açıda döndürme (CP-MAS) nükleer manyetik rezonans (NMR) ve elemental analiz yöntemleri kullanılarak aydınlatıldı ve termal özellikleri termal gravimetrik analiz (TGA) ile incelendi. Absorbentlerin morfolojik karakterizasyonu ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapıldı. Sentezlenenen organojellerin ham petrol, petrol türevi yakıtlar ve çeşitli organik solventleri absorblama kapasiteleri, absorbsiyon testleri ve absorbsiyon-desorbsiyon kinetikleri ile incelendi. Organojellerin yeniden kullanılabilirliği ve su yüzeyinden seçimli petrol ve solvent absorbsiyon davranışları incelendi.Oil spill occurs over the sea, water bodies and land surfaces through tanker accidents, wars, operation failures, natural accidents, and during the production, transportation, and storage steps and use of oil due to the increasing oil requirements of modern industry. When oil spill takes place on land, river or ocean, it is necessary to clean the water or land immediately and effectively after the oil spill. Physical (absorbents, skimmers, etc.), chemical (in situ burning, dispersion and solidifiers) and biological methods (microorganisms) are used to clean up oil spills. In recent years, the usage of absorbents in the removal of oil and oil derived organic liquids from body of water appears as an increasing application method. Organogels can be used as a good oil absorbent because of their hydrophobic crosslinked networks that have a strong affinity to oil. In this thesis, poly(alkoxysilane) organogels with hydrophobic characteristics were synthesized by the condensation of diol monomers and alkyltriethoxysilanes through a bulk polymerization process without using any initiator, activator or catalyst. The structures of the synthesized organic-inorganic hybrid gels were confirmed by fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), 13C and 29Si cross-polarization magic angle spinning (CPMAS) nuclear magnetic resonance (NMR), elemental analysis and the thermal properties were investigated by thermal gravimetric analysis (TGA). Morphologic characterization of the absorbents were determined using scanning electron microscope (SEM). The absorption capacities of the synthesized organogels in crude oil, oil derived fuels and several organic solvents were examined by with absorption tests, and absorption-desorption kinetic experiments. The reusability and the selective oil and solvent absorption of the organogels over water were investigated.