Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

AEROJELLER

No description
by

on 29 May 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of AEROJELLER

İnorganik aerojeller, metal alkoksitlerin polikondenzasyonundan sentezlenen çapraz bağlı ve şeffaf hidrojellerden üretilmektedir.

Bunların içerisinde en çok bilinip tercih edileni de silika aerojellerdir.



İnorganik Aerojeller
(Silika Aerojeller)
AEROJELLER
Silika aerojeller ilk olarak 1930‘lu yıllarda üretilmesine rağmen ilk yıllarda gelişim gösterememiştir. Ancak özellikle son 20 yılda farklı parametreler ve farklı başlangıç maddeleri kullanılarak yapılan çalışmalar yoğunluk kazanmıştır.
Olağanüstü özellikleri ve çeşitli teknolojik alanlardaki mevcut ve potansiyel uygulamaları nedeniyle her geçen gün daha fazla ilgi çekmeye başlamıştır
Silika aerojeller sol-jel tekniği kullanılarak jel hazırlama, jelin yaşlandırılması ve kurutulması olmak üzere üç aşamada sentezlenmektedir
Silika Aerojel Üretimi
Silika aerojellerin özellikleri
AEROJELLER
Aerojeller değişik maddelerden elde edilebilirler
:
• Silika
• Metal oksit geçişlerinin çoğu (örneğin demir oksit)
• Birkaç ana grup metal oksitler (örneğin kalay oksit)
• Organik polimerler
• Biyolojik polimerler
• Yarı iletken nano yapılar
• Karbon
• Metaller (bakır ve altın gibi)

Karbon aerojeller nano yapılı gözenekli malzemelerin oldukça yeni bir sınıfıdır.
Üç boyutlu ağda düzenlenmiş kovalent bağlı nanometre ebatlı materyallerdir.
Kontrol edilebilir gözenekliliğe ve yüksek yüzey alanına sahiptirler.
Katı şekillerde, toz ve yaprak formlarında üretilebilirler.
Organik Aerojeller
(Karbon Aerojeller)
Resorsinol-formaldehit (RF) aquajeller karbon aerojellerin üretimi için ön ürün olarak kullanılır.

RF aquajel seçici organik monomer çözeltisinin sol-jel polimerizasyonundan elde edilir.
RF aquajelden suyu uzaklaştırmak için organik çözücü (aseton) ilavesi yapılır ve kurutma işlemi uygulanır.
Meydana gelen RF aerojeller piroliz edilerek KA üretilir.
KARBON AEROJEL ÜRETİMİ
Karbon Aerojellerin Kullanım Alanları
Düşük yoğunluk (0,1 g/cm3)
Yüksek gözenekli (%50’nin üzerinde)
100nm’ den daha az çapa ve 300-3000 m2/g aralığında yüzey alanına sahiptir.
Yüksek elektrik iletkenliğine sahiptirler.

Ayrıca KA’ in inert, zehirli olmayan, çevre dostu bir malzeme olması da tercih edilme nedenlerindendir.
KA ÖZELLİKLERİ
Aykut Doğan
M.Mert Büyükavcu
H.Anıl Ateş

Aerojel malzemesi yaklaşık olarak %95 hava ile dolu, yoğunluğu 0,001 ile 0,5 g/cm3 arasında değişmekle birlikte dünya üzerinde üretilen katı gözeneklli materyaller arasında en düşük yoğunluklu malzemedir. En gelişmiş fiberglass yalıtım malzemesinden 39 kat daha yalıtkandır. Genel olarak bakıldığında aerojeller; % 90 ile % 98 aralığında gözenekliliğe sahiptir
Aerojeller, silika esaslı madde olan camlarla kıyaslandığında 1000 kat daha az yoğunluğa ve delikli bir yapıya sahiptir. büyüklüğü milimetrenin milyarda biri kadar olan delikler, bir ağ gibi malzemenin içini kuşatır ve deliklerin etrafı da başka bir malzeme ile kaplı bulunur.

Aerojellerin kullanımı, birçok bilimsel ve teknolojik problemin çözümüne yardımcı olduğu için, aerojellere olan ilgi yıllar geçtikçe artmıştır. SiO2 temelli aerojeller dışında, günümüzde farklı malzemeler kullanılarak da aerojeller üretilmektedir.
Aerojelin inorganik ve organik aerojel olmak üzere bilinen iki farklı çeşidi mevcuttur.

1. Organik Aerojeller (Karbon Aerojeller)
2. İnorganik Aerojeller (Silika Aerojeller)
1. Silika jelinin hazırlanması
2. Jelin yaşlandırılması
3. Çözücünün uzaklaştırılması (Kurutma)
1. Silika jelinin hazırlanması
2. Jelin yaşlandırılması
1. Silika jelinin hazırlanması
Sol jel hazırlamadaki ön ürün uygun bir çözücüde çözünen ya bir metal tuz/alkoksid ya da oluşmuş solun kararlı bir kolloidal süspansiyonu olabilir.

Sol-jel metodunda, ticari olarak yüksek saflıkta elde edilebilmeleri ve çözelti kimyasının iyi bilinmesi sebebiyle metal alkoksitler geniş kullanım alanı bulmuştur
Silika kaynağı olan çözelti kullanılarak sol hazırlanmakta ve buna katalizör eklendiğinde jelleşme meydana gelmektedir.

Oluşan jeller dağıtıcı ara maddesine göre hydrojel, aquajel, alcojel ve aerojel olarak adlandırılmaktadır.
Baz katalizörlerine örnek olarak NaOH, NH3, NH4OH verilebilir.
Yaşlandırma işlemi, silika ağına yeni monomerlerin eklenmesi ve siloksanın çapraz bağ derecesinin artmasıdır.

Yaşlanma sırasında oluşan aerojelin katılık ve mukavemet değeri artmakta ve jel bağları kuvvetlenmektedir. Yaşlandırma süresi kuruma sırasında büzülmeler olmasın diye minimumda tutulmaya çalışılır.
3. Çözücünün uzaklaştırılması (Kurutma)
Kurutma işleminin yapılmasındaki amaç jel yapısının yığılmasına engel olmak, jelin iskelet yapısını korumak ve büzülmeyi en aza indirgemektir. Bu amaçla çözücüyü jelden uzaklaştırmak gerekir.
Kurutma, atmosfer basıncında yapılan kurutma ve süper kritik kurutma olmak üzere iki şekilde gerçekleştirilir.
Süper kritik kurutma: Süper kritik şartlardaki madde (karbondioksit, metanol, etanol vb.) ile çözücünün yer değiştirmesi işlemidir.
Çoğu organik çözücüler 300-600 ˚C arasındaki yüksek kritik sıcaklıklarda, 50-100 atm arasındaki kritik basınçlarda tehlikeli, yanıcı ve patlayıcı özellik gösterir.
Bu sebeplerle yüksek sıcaklıkta süperkritik kurutma özel güvenlik önlemleri gerektirir
Çevresel basınçta kurutma: Aerojellerin süper kritik şartlarda üretiminin yüksek maliyetli olması ile yanıcı ve patlayıcı olması gibi dezavantajları mevcuttur. Hem maliyeti azaltıp, kullanımını daha güvenli hale getirmek hem de hacim büzülmesini minimuma indirmek amacıyla çevresel basınçta kurutma işlemi son yıllarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Silika Aerojelin Kullanım Alanları
• Termal ve ses yalıtım malzemesi
• Vernik ve boyalar için dolgu malzemesi
• Kimya sektöründe adsorban, katalizör taşıyıcısı
• Zehirli organik bileşiklerin adsorbenti
• İnce filmler üzerinde nem sensörü
• Eczacılık ve tarımda taşıyıcı malzeme
• Akustik bariyer
• Süperkapasitör
• Elektronikte izolatör, sensör malzemeleri, pigment taşıyıcılar, çerenkov dedektörü, gerilim ayarlayıcılar
• Yüksek basınçta yapılan şok dalgaları çalışmaları

Kaynaklar

[1] BALKABAK, D., ‘’Karbon Aerojel Üretimi ve Karakterizasyonu’’, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2009

[2] YILMAZ, Y., ‘’Farklı Başlangıç Maddeleri Kullanılarak SOL-JEL Yöntemiyle Monolitik Silika Aerojel ve Silika Aerojel Sentezi ve Karakterizasyonu’’, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2013
Full transcript