Polimer-zeolit nanokompozit gaz ayırma membranlarında arayüzeyin incelenmesi
Investigation of the interphase in polymer-zeolite nanocomposite gas separation membranes
- Tez No: 152375
- Danışmanlar: PROF.DR. BİRGÜL TANTEKİN ERSOLMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Polimer-Zeolit Nanokompozit Gaz Ayırma Membranlarında Arayüzeyin İncelenmesi ÖZET Gaz ayırma alanında membran proseslerinin geleneksel yöntemler karşısında yeni ticari uygulamalar arayışında bulunduğu günümüzde, membran proseslerin karşısındaki en büyük engel mevcut polimerik membranların seçici geçirgenliklerinin yetersizliği olmuştur. Yapılan araştırmalar yeni membran malzemeleri geliştirmek üzerine yoğunlaşmış, ancak henüz birçok uygulama için yaygın kullanıma geçmeyi sağlayacak bir gelişme kaydedilememiştir. Bu nedenle, gaz ayırma membranları hakkındaki araştırmaların bir kısmı farklı yaklaşımlarla polimerik membranların seçici geçirgenlikleri arttırmaya yönlenmiştir. Şekil ve boyut seçici zeolitlerin polimer matrisine katılması, uygun zeolit-polimer çiftinin seçilmesi ve zeolit-polimer arayüzeyinde iyi bir yapışma sağlanabilmesi halinde umut vaad eden yaklaşımlardan biridir. Zeolit-polimer çifti ile hazırlanan hibrid membranların, zeolitlerin üstün ayırma özellikleri ve polimerlerin kolay işlenebilirlik özelliklerini birleştirmesi nedeniyle gelişmiş ayırma özelliklerine sahip olması beklenmektedir. Literatürde, karışık matrisli malzemeler için geliştirilen modellerden (Maxwell Modeli ve Etkin Ortam Teorisi (EOT) gibi) elde edilen etkin geçirgenlik değerleri bu durumu destekler niteliktedir. Ancak, literatürde yapılan deneysel çalışmalarda zeolit-polimer arayüzeyinde iyi yapışma sağlanamadığı zaman seçicilik değerlerinin düştüğü, iyi yapışma sağlanabildiğinde ise geçirgenlik değerlerinde düşüş olduğu gözlenmiştir. Bu durum, zeolit-polimer arayüzeyinde gaz geçişine direnç gösteren üçüncü bir arafazın varlığına işaret etmektedir. İTÜ Kimya Mühendisliği Bölümünde yapılan bir çalışmada silikalit katkılı polidimetilsiloksan (PDMS) membranlarda arafazın varlığı kanıtlanmış ve arafazın geçirgenliğini de dikkate alan Modifiye-EOT modeli geliştirilmiştir. Bu çalışmada, ticari açıdan önemli olan 02/N2, C02/02, C02/N2 ve C02/CH4 ayırma uygulamalarına yönelik membran geliştirilmesi amaçlanmış, katkılı membranlar için zeolit 4A-polivinilasetat (PVAc) sistemi seçilmiş, seçilen sistemde arafazın varlığı ve bunun membran yapısı ve ayırma özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Yüksek ayırma performansına sahip membranların çok ince (
Özet (Çeviri)
Investigation of the Interphase in Polymer-Zeolite Nanocomposite Gas Separation Membranes SUMMARY The demand for finding better alternatives to traditional techniques in gas separation field is increasing the interest in membrane processes which suffer from insufficient permseleetivities. Researchers have focused on developing new membrane materials but no considerable improvement has been achieved commercially, yet. Therefore, research on gas separation membranes are extended to different approaches to improve the separation properties of current polymeric membranes to commercially acceptable values. Introduction of molecular sieve zeolites to polymeric matrices is a promising approach when proper zeolite-polymer pair is selected and good adhesion is achieved at the zeolite-polymer interphase. Polymer-zeolite mixed matrix composite (MMC) membranes are expected to have improved separation characteristics since it combines high selectivity of zeolites and easy processability of polymers. Models describing the effective permeability of adsorbent filled polymeric matrices (such as Maxwell's Model and Effective Medium Theory (EMT) ) support this expectation. However, experimental studies in literature have shown that if good adhesion is not achieved, selectivity values decrease or if good adhesion can be ensured, permeability values decrease. This situation points out an interfacial region around the zeolite particles showing resistance to gas flow. A study in İTÜ Chemical Engineering Department have investigated the interphase resistance in silicalite- polydimethylsiloxane (PDMS) MMC membranes and a model (Modified-EMT Model) was developed accounting for the interphase resistance. This thesis aims to develop polymer-zeolite MMC membranes for important commercial gas separation applications such as the separation of 02/N2, C02/02, C02/N2 and C02/CH4 mixtures. Zeolite 4A-polyvinylacetate (PVAc) system was chosen as the polymer-zeolite system and the MMC membranes are characterized to investigate their separation properties and the zeolite-polymer interphase. Presence of an interphase surrounding small zeolite particles contributing to the effective permeability is especially important from an industrial perspective since commercial application of membranes require asymmetric membrane configuration with thin (
Benzer Tezler
- Metal organik kafes yapılar (MOF) ile polimer nanokompozit membranların hazırlanması ve gaz ayırma performansının değerlendirilmesi
Preperation of metal organic frameworks (MOFs) and polymeric nanocomposite membranes and evaluation of their gas permeability properties
GÖKÇE PINAR HEKİMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENNUR DENİZ
- Metal organik kafes yapılar (MOF) ve zeolitik imidazol kafes yapılar (ZIF) içeren polimer nanokompozit membranların gaz ayırma özellikleri
Gas separation properties of polymer nanocomposite membranes containing metal organic framework (MOF) and zeolitic imidazolate framework (ZIF)
ÇİĞDEM GÖKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENNUR DENİZ
- Metal organik kafes yapı ve zeolitik imidazol kafes yapı nanokristallerinin sentezi ve polimer nanokompozitlerin hazırlanması
Metal organic framework and zeolitic imidazolate framework nanocrystal synthesis and preparation of polymer nanocomposites
EBRU BAYCAN ENGÜLLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Polimer Bilim ve TeknolojisiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENNUR DENİZ
- Zeolit ve perlit katkılı nanokompozitlerin hazırlanması ve yüzey özelliklerinin belirlenmesi
Preparation of nanocomposites with zeolite and perlite and determination of surface properties
BENGİ BOZKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEYDA BİLGİÇ
- Fabrication and characterization of support layer for thin film nanocomposite desalination membranes
İnce film nanokompozit desalinasyon membranları için destek tabakası üretimi ve karakterizasyonu
KADER ÖZGÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÖKTUĞ AHUNBAY