Measurement and modeling of thermodynamic and kinetic data of membrane-forming systems
Membran oluşturan sistemlerin kinetik ve termodinamik verilerinin ölçülmesi ve modellenmesi
- Tez No: 202142
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SACİDE ALSOY ALTINKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Gözenekli ve asimetrik polimerik membranların hazırlanmasında, üçlü sistemleri (çözücü olmayan/çözücü/polimer) de içeren faz dönüümü yöntemi kullanılır. Üçlü sistemler için termodinamik ve kinetik data, membran oluum mekanizmalarının anlaılması, membran hazırlama koullarının deitirilmesi, ve membran yapılarının tahmin edilebilmesi için gereklidir. Bu çalımada, polisülfon (PSf)/1-metil-2-pirolidinon (NMP)/su, PSf/tetrahidrofuran (THF)/su, PSf/NMP/etanol, PSf/THF/etanol, polimetilmetakrilat (PMMA)/aseton/su, PMMA/THF/su, PMMA/aseton/formamid ve PMMA/THF/formamid sistemlerine ait bulanım noktaları, polimer çözeltilerinin, çözücü olmayan bileenler ile çözeltide bulanıklık gözlemlenene kadar titrasyonuyla ölçülmütür. Binodal erileri, sabit etkileim parametreleri kullanılan Flory Huggins teorisiyle hesaplanmıtır. Teorik olarak hesaplanan binodal erilerinin, deneysel bulanım noktaları ile uygunluk gösterdii bulunmutur. Sıvı sıvı denge datasına ilaveten; su, etanol ve kloroformun denge izotermleri ve difüzyon katsayıları manyetik askılı terazi kullanılarak bulunmutur. Kinetik çalımaların sonucu göstermitir ki, suyun polisülfon içindeki difüzyonu Fickian difüzyon göstermektedir; öte yandan etanol ve kloroformun difüzyonunda non-Fickian difüzyon gözlenmitir. Difüzyon katsayılarını elde etmek için, su sorpsiyonuna ait kinetik data, Fickian difüzyon modeli kullanılarak analiz edilmitir. Non- Fickian sorpsiyon kinetikleri ise polimer rölaksasyonları ve Fickian difüzyonunu içeren matematiksel bir modelle yorumlanmıtır. Sorpsiyon overshootlarını da içeren non-Fickian sorpsiyonu baarılı bir ekilde modellenmitir ve model, difüzyon katsayılarının ve rölaksasyon zamanlarının elde edilebilmesini salamıtır. Penetrantların polisülfon içindeki difüzivitelerinin u sırada azaldıı bulunmutur: Su > Kloroform > Etanol. Etanol ve kloroformun denge izotermleri, sabit etkileim parametreleri kullanılan klasik Flory Huggins termodinamik teorisi ile baarılı bir ekilde tanımlanmıtır. Bu teorinin konsantrasyona baımlı etkileim parametreleri için modifiye edilmi versiyonu, suya ait denge izotermlerinin ilikilendirilmesinde kullanılmıtır. Vrentas Duda free volume teorisi, 30°C ve 40°C'deki suya ait difüzyon datasına uygulanabilmitir fakat etanol ve kloroformun difüzyon datasına uygulanabilirlii baarılı olmamıtır.
Özet (Çeviri)
Phase inversion process involving a ternary system (nonsolvent/solvent/ polymer) is frequently used to prepare porous and asymmetric polymeric membranes. The thermodynamic and kinetic data for the ternary system are required to understand membrane formation mechanisms, change the preparation conditions and predict the final structure of the membranes. In this study, cloud point curves for polysulfone (PSf)/1- methyl-2-pyrrolidinone (NMP)/water, PSf/tetrahydrofurane (THF)/water, PSf/NMP/ ethanol, PSf/THF/ethanol, polymethyl methacrylate (PMMA)/acetone/water, PMMA/ THF/water, PMMA/acetone/formamide and PMMA/THF/formamide systems were measured by titrating polymer solutions with nonsolvents until the onset of turbidity. Binodal curves were calculated by using the Flory Huggins theory with constant interaction parameters. Theoretical ternary phase diagrams were found to be in good agreement with experimental cloud point data. In addition to liquid liquid equilibrium data, sorption isotherms and diffusion coefficients of water, ethanol and chloroform were measured by using a magnetic suspension balance. Results of kinetic studies have shown that water sorption in PSf films exhibits Fickian diffusion while anomalous diffusion is observed for ethanol and chloroform sorption. The kinetic data for water sorption was analyzed using a simple Fickian diffusion model to determine the diffusion coefficients. On the other hand, anamalous sorption kinetics were interpreted by a mathematical model involving independent contributions from Fickian diffusion and polymer relaxations. The model successfully fits non-Fickian anomalies including sorption overshoot and allows to determine diffusion coefficients and relaxation times. Diffusivities of penetrants in PSf was found to decrease in the following order: Water > Chloroform > Ethanol. Equilibrium sorption isotherms of ethanol and chloroform are well described by classical Flory Huggins thermodynamic theory with constant interaction parameters. A modified version of this theory for concentration dependent interaction parameter is used to correlate the sorption isotherm of water. Vrentas Duda free volume theory is able to correlate diffusivity data of water collected at 30°C and 40°C while the theory fails to correlate the diffusivities of ethanol and chloroform both of which were determined from diffusion-relaxation model.
Benzer Tezler
- Quantitative analysis of relationships between fluxome and metabolome in Escherichia coli
Başlık çevirisi yok
HİLAL TAYMAZ NİKEREL
Doktora
İngilizce
2010
BiyoteknolojiTechnische Universiteit Delft (Delft University of Technology)PROF. DR. J. J. HEIJNEN
DR. W. M. VAN GULIK
- Fischer-tropsch ile hafif olefin üretimi prosesi için kinetik modelleme ve optimizasyon çalışması
Kinetic modeling and optimization study for light olefin production process with fischer-tropsch
SELİN ERTUNAN GÜMÜŞBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Atmosferik sınır tabakanın yüksek mertebe kapama yöntemi ile bir boyutlu modellenmesi
Başlık çevirisi yok
ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
- Bıyokütle-kömür karısımlarının yanmasının incelenmesi
Investigation of co-firing coal and biomass blends
CANSU DENİZ CANAL
Doktora
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
PROF. DR. ALİ CEMAL BENİM
- Aktif karbon ile çevre kirletici bazı unsurların giderilmesi
Removal of enviromental pollutants by using activated carbon
İLKÜN ORBAK
Doktora
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REHA YAVUZ