Kalsiyum Bazlı Çift Karbonatların Kimyasal Sentezi için Yöntem Geliştirilme

Abstract

Bu çalışmanın amacı, düşük sıcaklık ve basınç koşullarında kalsiyum bazlı çift karbonatların kimyasal sentez yöntemlerini geliştirmektir. Sentezlenmesi hedeflenen çift karbonatlar BaCa(CO₃)₂, CoCa(CO₃)₂, SrCa(CO₃)₂ ve MgCa(CO₃)₂'dir. Sentez için doğrudan karıştırma ve kesikli reaktör olmak üzere iki yöntem kullanılmıştır. Doğrudan karıştırma yönteminde M²⁺/Ca²⁺ oranları 0.5, 1.0 ve 2.0 olarak belirlenmiştir. Kesikli reaktörde ise 0, 3, 5 ve 10 mM Ca(OH)2 çözeltileri kullanılmıştır. Kristal yapı ve bileşimler X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji saçılım spektroskopisi (EDX) ile analiz edilmiştir. İlgili mineral fazlarının doygunluk indeksi değerleri PHREEQC kullanılarak hesaplanırken, sulu türlerin dağılımını pH'ın bir fonksiyonu olarak görselleştirmek için Medusa & Hydra kullanılmıştır. Ba²⁺ ve Sr²⁺ iyonları için çift karbonatlar elde edilebilmiş, ancak Co²⁺ ve Mg²⁺ iyonları için çift karbonatlar elde edilememiştir. Kalsiyum bazlı çift karbonatların sentezinde iyonik yarıçapın belirleyici faktörlerden biri olduğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen partiküller, endüstriyel kullanım için alternatif malzemeler açısından önem taşımaktadır

The aim of this study was to develop chemical synthesis methods for calcium-based double carbonates under low temperature and pressure conditions. The aimed double carbonates to synthesize were BaCa(CO3)2, CoCa(CO3)2, SrCa(CO3)2 and MgCa(CO3)2. Two synthesis methods, direct mixing and batch reactor were used. M2+/Ca2+ ratios of 0.5, 1.0 and 2.0 were used in direct mixing method. Concentration of 0, 3, 5 and 10 mM Ca(OH)2 solutions were used in batch reactor. The crystal structure and compositions were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The saturation index values of relevant mineral phases were calculated using PHREEQC, while Medusa & Hydra was used to visualize the distribution of aqueous species as a function of pH. Double carbonates were obtained for Ba2+ and Sr2+, however, double carbonates could not be obtained for Co2+ and Mg2+. It was concluded that ionic radius is one of the factors for the synthesis of calcium based double carbonates. The particles obtained are important in alternative materials for the industrial use.