Synthesis of low silica/alumina zeolite membranes in a flow system
Akışlı sistemde düşük silika/alumina oranlı zeolit membran sentezi
- Tez No: 201892
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HALİL KALIPÇILAR, PROF. DR. ALİ ÇULFAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: zeolit A, akıslı sistem, zeolit membran, berrak çözelti, pervaporasyon, zeolite A, synthesis in flow system, zeolite membrane, clear solution, pervaporation
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Zeolit A membranları genellikle kesikli sistemde, hidrojellerden ve nadiren berrak çözeltilerden sentezlenmektedir. Son zamanlarda yapılan birkaç çalısmada zeolit A membran sentezi için sürekli sistem de kullanılmıstır. Zeolit A membranları susever özelliklerinden dolayı genellikle su/organik karısımlarından suyun pervaporasyon ile ayrılmasında kullanılmaktadırlar. Bu çalısmada zeolit A membranları -alumina destekler üzerinde kompozisyonu 49Na2O: 1Al2O: 5SiO2: 980H2O olan berrak çözelti kullanılarak sentezlenmistir. Sentez hem kesikli sistemde hem de çözeltinin destek üzerinde devinim yaptıgı akıslı sistemde gerçeklestirilmistir. Sentez sıcaklıgının, süresinin, akıs hızının ve tohumlamanın membran üzerindeki etkileri incelenmistir. Membranlar X ısını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopu (SEM), tek gaz geçirgenlik ölçümleri ve pervaporasyon ile karakterize edilmistir. Kesikli sistemde küp zeolit A kristallerine sahip saf zeolit A membranları 60°C ve 24 saat ile 80°C ve 8 saatte sentezlenmistir. Membran kalınlıkları 80°C ve 60°C sentez için 2 ?m ve 4 ?m olarak ölçülmüstür. Tek gaz geçirgenliklerinde 60°C'de sentezlenen membran yaklasık 2*10-8 mol/m2sPa azot geçirgenligi gösterirken bu deger 80°C'deki membran için 8*10-8 mol/m2sPa olarak ölçülmüstür. Sentez akıslı sistemde yapıldıgında saf ve sürekli zeolit A tabakası bütün kosullarda elde edilmistir. Burada 60°C ve 80°C'de sentezlenen membranların kalınlıkları 1.5 ve 2 ?m olarak ölçülmüstür. Akıslı sistemde kesikli sistemdekine göre daha düsük azot geçirgenlikleri elde edilmistir. Akıs hızının ve tohumlamanın membranın kalınlıgına etkisi olmadıgı gözlemlenmistir. Bu çalısmada sentezlenen membranlar literatürdekilere kıyasla çok daha incedir. Bu membranların 25°C'de yapılan tek gaz ölçümlerinde literatürdekilerle kıyaslanabilir sonuçlar elde edilmistir. Akıslı sistemde 80°C ve 8 saatte yapılan çift katlı tüp membran ile 92:8 (%) etanol/su karısımının 45°C'deki ayrımında yaklasık 3700 seçicilik elde edilmistir.
Özet (Çeviri)
Zeolite A-type membranes are usually synthesized from hydrogels and rarely synthesized from clear solutions mostly in batch systems. Few studies were carried out using semi-continuous systems for zeolite A membrane synthesis. Zeolite A membranes are mainly used in pervaporation processes for separation of water from water/organic mixtures because of their hydrophilic property. In this study, zeolite A membranes were synthesized on -alumina supports from a clear solution with a molar composition of 49Na2O: 1Al2O: 5SiO2: 980H2O. Synthesis was done both in a batch system and in a flow system in which solution was circulated through the support under atmospheric pressure. Effects of synthesis temperature, time, flow rate and seeding on membrane formation were investigated. The membranes were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), single gas permeation measurements and pervaporation tests. In batch system, pure zeolite A membranes having cubic form of zeolite A was obtained for the syntheses carried out at 60°C for 24 h and 80°C for 8 h. Thicknesses of the membranes synthesized at 80°C and 60°C were about 2 ?m and 4 ?m, respectively. N2 permeances were 2*10-8 mol/m2sPa and 8*10-8 mol/m2sPa for of the membranes synthesized in the batch system at 60°C and 80°C, respectively. When synthesis was carried out in flow system pure and continuous zeolite A membranes were obtained for all conditions. Membranes synthesized at 60°C and 80°C had thicknesses of about 1.5 and 2 ?m, respectively. Lower N2 permeations were obtained for the membranes synthesized in flow system. It was observed that flow rate and seeding did not significantly affect the thickness of the membrane layer. The membranes synthesized in this study are significantly thinner than the membranes reported in the literature. Single gas permeation tests at 25°C for the membranes showed that comparable membranes with the ones in literature were obtained in this study. For a double layer membrane synthesized in flow system at 80°C for 8h separation factor about 3700 was obtained for the separation of 92:8 (wt.%) ethanol/water mixture at 45°C.
Benzer Tezler
- Synthesis of MFI type zeolite membranes in a continuous system
Sürekli sistemlerde MFI tipi zeolit membran sentezi
PINAR ZEYNEP ÇULFAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. ALİ ÇULFAZ
Y.DOÇ.DR. HALİL KALIPÇILAR
- Gözenekli destekler üzerinde zeolit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
The Preparation and characterization of zeolite a coatings on prous support
FİLİZ ÖMEROĞLU
- Preparation of silicalite/ceramic composite membranes for gas separation
Gaz ayırımı için silikalit/seramik kompozit membranların hazırlanması
HALİL KALIPÇILAR
Doktora
İngilizce
2000
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ALİ ÇULFAZ
- Fischer Tropsch sentezi için zeolit destekli demir katalizörlerin geliştirilmesi
Development of zeolite supported iron based catalysts for Fischer Tropsch synthesis
BETÜL GÜRÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Sıcak yapay gazdan katalitik amonyak giderimi
Catalytic ammonia removal from hot syngas
YELİZ ÇETİN
Doktora
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN