Effect of preparation and operation parameters on performance of polyethersulfone based mixed matrix gas separation membranes
Polietersülfon bazlı karışık matrisli membranların hazırlanma ve ölçüm parametrelerinin gaz ayırım performansına etkileri
- Tez No: 255291
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL KALIPÇILAR, PROF. DR. LEVENT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Gazların membran ayırım süreçleri ile ayrılması sanayide kullanılan diğer uygulamalara göre çok daha umut vaadeden alternatif bir yöntemdir. Bu sebeple, yüksek gaz ayırım performans özelliklerine sahip membranlara olan gereksinim, araştırmaları yeni membran morfolojilerinin ve membran malzemelerinin geliştirilmesi yönünde yoğunlaştırmıştır. Bu kapsamda, polimerik membranların seçici-geçirgen özelliklerini değiştirmek amacıyla, polimere zeolit dolgu maddesinin katılması ile oluşturulan karışık matrisli membranlar geliştirilen malzemeler arasındadır.Bu çalışmada, düşük molekül ağırlıklı katkı maddeleri (LMWA) türü ve bunların membrandaki farklı derişimlerinin saf polietersülfon ve SAPO-34 zeoliti katkılı karışık matrisli membranların seçici-geçirgen özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Membranlar çözücü buharlaştırma yöntemi, ve politersülfon polimerinin camsı geçiş sıcaklığının üzerinde tavlanması ile hazırlanmıştır. Bu sıcaklıkta gerçekleştirilen tavlama membranlarda kalabilecek olan artık çözücüyü uçurma ve membranların ısısal hafızalarını silmek amacı ile tercih edilmiştir. Membranlar tarama elektron mikroskobu (SEM), fark taramalı kalorimetre (DSC) ve H2, CO2, ve CH4 gazlarının tek gaz geçirgenlik ölçümleri ile karakterize edilmiştir.Farklı kimyasal yapılara sahip düşük molekül ağırlıklı katkı maddeleri membran hazırlama çözeltilerine ağırlıkça % 4 derişimde eklenerek katkılı PES membranlar üretilmiştir. Kimyasal yapıdan bağımsız olarak tüm katkı maddeleri, membranların gaz geçirgenliklerini düşürerek ve ideal seçiciliklerini yükselterek, yapıda anti-plastizasyon etkisi yaratmıştır. Düşük molekül ağırlıklı katkı maddelerinden, 2-hidroksil-5-metil anilin farklı derişimlerin etkisini araştırmak amacıyla seçilmiştir.SAPO-34 zeoliti katkılı karışık matrisli membranlar saf polietersülfon membranlar kıyasla ideal seçiciliklerde az bir kayıpla daha yüksek gaz geçirgenlikleri göstermişlerdir. Ancak SAPO-34 zeoliti katkılı karışık matrisli polietersülfon membranlara düşük molekül ağırlıklı katkı maddesi 2-hidroksil-5-metil anilinin eklenmesi ile hem gaz geçirgenlikleri hem de ideal seçicilikleri PES/HMA membranlara göre geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Membrane processes have been considered as promising alternatives to other competing technologies in gas separation industry. Developing new membrane morphologies are required to improve the gas permeation properties of the membranes. Mixed matrix membranes composing of polymer matrices and distributed inorganic/organic particles are among the promising, developing membrane materials.In this study, the effect of low molecular weight additive (LMWA) type and concentration on the gas separation performance of neat polyethersulfone (PES) membranes and zeolite SAPO-34 containing PES based mixed matrix membranes was investigated. Membranes were prepared by solvent evaporation method and annealed above the glass transition temperature (Tg) of PES in order to remove the residual solvent and erase the thermal history. They were characterized by single gas permeability measurements of H2, CO2, and CH4 as well as scanning electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC).Various LMWAs were added to the neat PES membrane at a concentration of 4 wt %. Regardless of the type, all of the LMWAs had an anti-plasticization effect on PES gas permeation properties. 2-Hydroxy 5-Methyl Aniline, HMA, was selected among the other LMWAs for parametric study on the concentration effect of this additive.The incorporation of SAPO-34 to PES membranes increased the permeabilities of all gases with a slight loss in selectivities. However, the addition of HMA to PES/SAPO-34 membranes increased the ideal selectivities well above the ideal selectivities of PES/HMA membranes, while keeping the permeabilities of all the gases above the permeabilities of both pure PES and PES/HMA membranes.
Benzer Tezler
- Effect of operating parameters on performance of additive/zeolite/polymer mixed matrix membrane
Katkılı/zeolit/polimer karışık matrisli membranlarin performansına çalışma koşullarının etkisi
EDİBE EDA ORAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. HALİL KALIPÇILAR
PROF. DR. LEVENT YILMAZ
- Thin film composite (TFC) nanofiltration membranes for water softening
Su yumuşatma amaçlı kullanılan ince film kompozit nanofiltrasyon membranları
TUTKU NUR MEMİÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
DR. SİMGE TARKUÇ
- GLİ açık ocak işletmelerinde delici makine performansını etkileyen parametrelerin incelenmesi
Investigation of parameters affecting on drilling machine performance in GLI open pit mine
SELMA ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMÜR ACAROĞLU ERGÜN
- Pem yakıt hücresi performansını etkileyen parametrelerin optimizasyonu
Optimization of the parameters effecting pem fuel cell performance
TOLGA GÜMÜŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Promotörlerin Fisher-Tropsch katalizörlerinin performansına etkisinin incelenmesi
Investigation of effects of the promoters on performance of Fischer-Tropsch catalysts
DENİZ UYKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL