Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması

Aytaç GÜNAL, (Eskişehir Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Eskişehir, Türkiye)
Burcu ERDOĞAN (Eskişehir Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Eskişehir, Türkiye)
Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi
5 0
Yıl: 2022 Cilt: 26 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 77 - 82 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.19113/sdufenbed.954308 İndeks Tarihi: 29-07-2022

Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması

Öz:
Bu çalışmada, Bala'dan elde edilen şabazit (CHA) ve katyon $(Na^+, K^+, Ca^{+2} ve Mg^{+2})$ değiştirilmiş ve hidroklorik asitle aktifleştirilmiş formları, ortamdan amonyak giderimindeki olası kullanılabilirliklerini göstermek amacıyla incelendi. Katyon değiştirilmiş ve asitle aktiflenmiş formlar sırasıyla, 1.0 M’lık $KNO_3, NaNO_3, Mg(NO_3)_2, Ca(NO_3)$2 ve 0.1 M ve 1.0 M’lık HCl solüsyonları kullanılarak 90 oC'de 5 saat süreyle hazırlandı. Tüm numunelerin termal ve yapısal özellikleri TG-DTA, XRD ve XRF yöntemleri ile belirlendi. Şabazit numunelerinin BET yüzey alanları (231-448 $m^2 g^{-1})$, mikro gözenek yüzey alanları (216.2-421.3 $m^2 g^{-1})$ ve mikro gözenek hacimleri (0.086-0.169 $cm^3 g^{-1})$ 77 K'de elde edilen $N_2$ adsorpsiyon izotermleri ile hesaplandı. Amonyak adsorpsiyon izotermleri 3Flex-Micromeritics cihazı ile 25 °C'de volumetrik olarak elde edildi. Şabazit numunelerinin amonyak adsorpsiyon kapasiteleri (5.699-8.931 mmol $g^{-1})$, sırasıyla katyon değişimi ve asit aktivasyon işlemlerinin neden olduğu içeriksel ve yapısal değişiklikler açısından karşılaştırıldı.
Anahtar Kelime: şabazit adsorpsiyon amonyak

Removal of Ammonia Gas Using Chabazite Type Natural Zeolite

Öz:
In this study, chabazite (CHA) from Bala and that of cation $(Na^+, K^+, Ca^{+2} and Mg^{+2})$ exchanged and hydrochloric acid activated forms were investigated to demonstrate their possible usability in the ammonia removal from the environment. Cation exchanged and acid activated forms were prepared using 1.0 M solutions of $KNO_3, NaNO_3, Mg(NO_3)_2, Ca(NO_3)$2 and 0.1 M and 1.0 M solutions of HCl at 90 oC for 5 h, respectively. The thermal and structural properties of all samples were characterized by TG-DTA, XRD and XRF methods. BET surface areas (231-448 $m^2 g^{-1})$, micropore surface areas (216.2-421.3 $m^2 g^{-1})$ and micropore volumes (0.086-0.169 $cm^3 g^{-1})$ of the chabazite samples were calculated by $N_2$ adsorption isotherms at 77 K. Ammonia adsorption isotherms were obtained at 25 °C by 3Flex-Micromeritics equipment volumetrically. Ammonia adsorption capacities of the chabazite samples (5.699-8.931 mmol $g^{-1})$ were compared in terms of the induced textural and structural changes as a result of cation exchange and acid activation processes, respectively.
Anahtar Kelime: ammonia

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Carson, P., Mumford, C. 2002. Hazardous chemicals handbook, Butterworth-Heinemann, Oxford, 276p.
  • [2] Sax, N. I. 1984. Dangerous properties of industrial materials. Van Nostrand Reinhold, New York, 1251p.
  • [3] Eddy, F. B. 1999. Water/Air Transitions in Biology. Science Publishers inc, U.S.A, 281p.
  • [4] United States Department of Labour: Ammonia, http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/da ta/CH_218300.html (accessed December 2021).
  • [5] Darestani, M., Haigh, V., Couperthwaite, S. J., Millar G. J., Nghiem, L. D. 2017. Hollow fibre membrane contactors for ammonia recovery: Currentstatus and future developments. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5, 1349- 1359.
  • [6] Maia, G. D. N., Day G. B., Gates V. R. S., Taraba, J. L. 2012. Ammonia biofiltration and nitrous oxide generation during the start-upof gas-phase compost biofilters. Atmospheric Environment, 46, 659-664.
  • [7] Byeon, S. H., Lee B. K., Raj Mohan, B. 2012. Removal of ammonia and particulate matter using a modified turbulentwet scrubbing system, Separation and Purification Technology, 98, 221- 229.
  • [8] Li, J., Tang, X., Yi, H., Yu, Q., Gao, F., Zhang, R., Li, C., Chu, C. 2017. Effects of copper-precursors on the catalytic activity of Cu/graphene catalysts for the selective catalytic oxidation of ammonia, Applied Surfuce Science, 412, 37-44.
  • [9] Sun, M., Wang, S., Li, Y., Xu H., Chen, Y. 2017. Promotion of catalytic performance by adding W into Pt/ZrO2 catalyst for selective catalytic oxidation of ammonia, Applied Surface Science, 402, 323-329.
  • [10] Breck, D. W. 1984. Zeolite molecular sieves, Wiley, New York, 4p.
  • [11] Gottardi, G., Galli, E. 1985. Natural zeolites, Springer, Berlin, 4p.
  • [12] Armbruster, T., Gunter, M. E. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. pp. 1-68. Bish, D. L., Ming, D. W. eds. 2001. Natural Zeolites: Occurrances, Properties, Applications, Mineralogical Society of America, Washington, 81p.
  • [13] Zhang, J., Singh, R., Webley, P. A. 2008. Alkali and alkaline-earth cation exchanged chabazite zeolites for adsorption based CO2 capture. Microporous and Mesoporous Materials, 111, 478-487.
  • [14] Smith, J. V. 1962. Crystal structures with a chabazite framework. I. dehydrated Cachabazite. Acta Crystallographica, 15, 835-845.
  • [15] Saha, D., Deng, S. 2010. Ammonia adsorption and its effects on framework stability of MOF-5 and MOF-177. Journal of Colloid and Interface Science, 348, 615-620.
  • [16] Moghadam, P. Z., Fairen-Jimenez, D., Snurr, R. Q. 2016. Efficient identification of hydrophobic MOFs: application in the capture of toxic industrial chemicals. Journal of Material Chemistry A, 4, 529-536.
  • [17] Katz, M. J., Howarth, A. J., Moghadam, P. Z., DeCoste, J. B., Snurr, R. Q., Hupp, J. T., Farha, O. K. 2016. High volumetric uptake of ammonia using Cu-MOF-74/Cu-CPO-27. Dalton Transactions, 45, 4150-4153.
  • [18] Kallo, D., Papp, J., Valyon, J. 1982. Adsorption and catalytic properties of sedimentary clinoptilolite and mordenite from the Tokaj Hills, Hungary. Zeolites, 2, 13-16.
  • [19] Caputo, D., De Gennaro, B., Liguori, B., Pansini, M., Colella, C. 2001. Adsorption properties of clinoptilolite-rich tuff from Thrace, NE Greece. Studies in Surface Science and Catalysis, 140, 121-129.
  • [20] Asilian, H., Mortazavi, S. B., Kazemian, H., Phaghihzadeh, S., Shahtaheri, S., Salem, M. 2004. Removal of ammonia from air, using three iranian zeolites. Iranian Journal of Public Health, 33, 45-51.
  • [21] Helminen, J., Helenius, J., Paatero, E. 2001. Adsorption equilibria of ammonia gas on inorganic and organic sorbents at 298.15 K. Journal of Chemical Engineering Data, 46, 391- 399.
  • [22] Saha, D., Deng, S. 2010. Adsorption equilibrium and kinetics of CO2, CH4, N2O and NH3 on ordered mesoporous carbon. Journal of Colloid and Interface Science, 345, 402-409.
  • [23] Hayhurst, D. T. 1980. Gas adsorption by some natural zeolites. Chemical Engineering Communications, 4, 729-735.
  • [24] Petit, C., Mendoz, B., Bandosz, T. J. 2010. Reactive Adsorption of Ammonia on Cu-Based MOF/Graphene Composites. Langmuir, 26, 15302-15309.
  • [25] Vikrant, K., Kumar, V., Kim, K. H., Kukkar, D. 2017. Metal-organic frameworks (MOFs): potential and challenges for capture and abatement of ammonia. Journal of Materials Chemistry A, 5, 22877-22896.
  • [26] McHugh, L. N., Terracina, A., Wheatley, P. S., Buscarino, G., Smith, M. W., Morris, R. E. 2019. Metal-Organic Framework-Activated Carbon Composite Materials for the Removal of Ammonia from Contaminated Airstreams. Angewandte Chemie International Edition, 58, 11747-11751.
  • [27] Ciahotny, K., Melenova, L., Jirglova, H., Pachtova, O., Kocirık, M., Eic, M. 2006. Removal of ammonia from waste air streams with clinoptilolite tuff in its natural and treated forms. Adsorption, 12, 219-226.
  • [28] Huang, C. C., Li, H. S., Chen, C. H. 2008. Effect of surface acidic oxides of activated carbon on adsorption of ammonia. Journal of Hazardous Materials, 159, 523-527.
  • [29] Moore, D. M., Reynolds, Jr. R. C. 1997. X-ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals. second ed., Oxford University Press, New York, 255p.
  • [30] Lowell, S. Shields, J. E. Thomas, M. A. Thommes, M. 2006. Characterization of porous solids and powders: surface area, pore size and density. Springer, Netherlands, 12p.
  • [31] Barrer, R. M., Langley, D. A. 1958. Reactions and stability of chabazite-like phases. Part I. Ionexchanged forms of natural chabazite. Journal of the Chemical Society, 380, 4–11.
  • [32] Sakizci, M., Erdoğan Alver, B. 2017. Effect of salt modification on thermal behavior, immersion heats and methane adsorption properties of chabazite tuff. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 129, 441–449.
APA Günal A, ERDOĞAN B (2022). Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. , 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
Chicago Günal Aytaç,ERDOĞAN BURCU Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. (2022): 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
MLA Günal Aytaç,ERDOĞAN BURCU Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. , 2022, ss.77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
AMA Günal A,ERDOĞAN B Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. . 2022; 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
Vancouver Günal A,ERDOĞAN B Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. . 2022; 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
IEEE Günal A,ERDOĞAN B "Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması." , ss.77 - 82, 2022. 10.19113/sdufenbed.954308
ISNAD Günal, Aytaç - ERDOĞAN, BURCU. "Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması". (2022), 77-82. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.954308
APA Günal A, ERDOĞAN B (2022). Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 26(1), 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
Chicago Günal Aytaç,ERDOĞAN BURCU Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26, no.1 (2022): 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
MLA Günal Aytaç,ERDOĞAN BURCU Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.26, no.1, 2022, ss.77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
AMA Günal A,ERDOĞAN B Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2022; 26(1): 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
Vancouver Günal A,ERDOĞAN B Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2022; 26(1): 77 - 82. 10.19113/sdufenbed.954308
IEEE Günal A,ERDOĞAN B "Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması." Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 26, ss.77 - 82, 2022. 10.19113/sdufenbed.954308
ISNAD Günal, Aytaç - ERDOĞAN, BURCU. "Şabazit Tipi Doğal Zeolit Kullanılarak Amonyak Gazının Uzaklaştırılması". Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 26/1 (2022), 77-82. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.954308
Sayfa Oluşturulma Tarihi
23-04-2024 22:47

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları