Gaz ayırma işlemleri için silikon modifiye poliimid membranların sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of siloxane modified polyimid membranes for gas seperation processes
- Tez No: 305488
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ALİ GÜRKAYNAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Kimya endüstrisinde; havadan oksijen ve azot gazı ayrılması, karbonmonoksitten, metandan ya da azottan hidrojen gazının ayrılması gibi gaz ayırım prosesleri, yüksek enerji kullanımı gerektiren işlemlerdir. Bu nedenle mevcut proseslere alternatif daha ekonomik ve işletme kolaylığı sağlayan alternatif sistem ve yöntemlerin geliştirilmesi sanayi de giderek önem kazanmaktadır. Gaz karışımlarının membran prosesi ile ayrılması geleneksel ayırma metotlarına (distilasyon, absorbsiyon, adsorbsiyon) alternatif olarak ortaya çıkmış ve son 25 yıl içinde büyük önem kazanmıştır. Gaz ayırma prosesleri için poliimid membranlar yüksek ısıl kararlılık, kimyasal direnç ve iyi mekanik özellikler göstermeleri nedeniyle büyük ilgi çekmektedir. Poliimidlerin bu üstün özelliklerinin yanı sıra geçirgenlik ve seçiciliğinin daha da iyileştirilmesi amacı ile modifiye poliimid membranların geliştirilmesi üzerine birçok çalışma yapılmaktadır.Bu tez çalışmasının ilk kısımda farklı dianhidritler (BTDA, PMDA ve 6FDA) ile diaminin (ODA) reaksiyonu sonucu poliamik asit çözeltileri hazırlanmış, hazırlanan poliamik asit çözeltileri bir aplikatör yardımıyla cam plaka üzerine 200 µm kalınlığında çekilmiş daha sonra da çekilen bu ince filmlerden ısıl imidleşme metodu kullanılarak ince poliimid membranlar elde edilmiştir. Aynı zamanda iki farklı dianhidrit BTDA ve PMDA kullanılarak kopoliimid yapılarıda elde edilmiştir. Farklı dianhidrit kullanımının membran karakterizasyonunu nasıl değiştirdiği incelenmiştir. İkinci kısımda poliimid ve kopoliimid yapılarına silaka gruplarının eklenmesinin etkisini incelemek amacıyla silika grupları içeren yeni komonomerler sentezlenmiş, daha sonra sentezlenen bu yeni komonomerler ile poliimid-amid yapısına sahip modifiye poliimidlerin sentezi gerçekleştirilmiştir.Hazırlanan ince poliimid membranların FTIR analizi ile yapısal karakterizasyonu, termogravimetrik (TGA) analiz ile ısı ve oksitlenme ile bozunma özellikleri, DMA analizi ile mekanik özellikleri, taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile partiküllerin dağılımı, gaz geçirgenlik ölçümü ile N2, O2, ve CO2 gazları için geçirgenlik ve seçicilik değerleri belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the industrial gas separation processes such as the separation of oxygen and nitrogen from the air or the hydrogen separation from carbonmonoxide, methane or nitrogen require relatively high energy consumption. Thus, developments of more economical system alternatives and methods that enable the ease of management have been attracted more importance in this area. Separation of gas mixtures by the membrane processes has emerged as an alternative route to the conventional separation techniques (such as distillation, absorption and adsorption) and gained considerable attention in the last 25 years. Polyimide membranes have drawn much attention for gas separation processes since they provide high performances such as high thermal stability and chemical resistance and superior mechanical properties. In addition to such superior characteristics of polyimides, many studies have been conducted on the development of modified polyimide membranes which exhibit improved permeability and permselectivity performance.In the first part of this study, polyamic acid solutions were prepared with the reaction between various dianhydrates (BTDA, PMDA, 6FDA) and a diamine (ODA) and the polyamic acid solutions were casted onto a glass plate with an applicator (200 µm). Then, the polyimide membranes were prepared by thermal imidization method. Copolyimide structures were also obtained by using of two different dianhydrates, BTDA and PMDA. Effects of different dianhydrates on the characteristic structure of membranes were investigated. In the second part of the study, new comonomers containing silica groups were synthesized for examining the effect of addition of silica groups into the polyimid and copolyimide structures. Afterwards, siloxane modified polyimide membranes were synthesized by using of these new comonomers.The structural properties of these polyimide membranes were characterized with FTIR analysis. Thermal properties, thermo-oxidative behaviors and mechanical properties of the polyimide membranes were analyzed by thermogravimetric (TGA) and dynamic mechanical analysis (DMA), respectively. Sample morphology and particle distribution within the polyimide structure were characterized by a scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, permeability and ideal selectivity values of the membranes were determined with the gas permeability measurements, for the N2, O2 and CO2 gases.
Benzer Tezler
- Gaz ayırma işlemleri için modifiye poliimid membran geliştirilmesi
A Study on the development of modified polyimide membrane systems for gas separation processes
MEHTAP ŞAFAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ GÜRKAYNAK
- Preparation and characterization of polymer zeolite composite membranes
Başlık çevirisi yok
ÖZGENÇ EBİL
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU
- Zeolit imidazolat yapılar (ZIF) içeren karışık matris membranların gaz ayırma işlemleri için geliştirilmesi
Development of mixed matrix membranes containing zeolitic imidazolate frameworks (ZIF) for gas separation
MEHTAP UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BOZ
- Assessing the potential of [BMIM][MeSO4] in ionic liquid/metal organic framework composites for CO2 separation
İyonik sıvı/metal organik kafesli yapı kompozitlerinde CO2 ayrımı için [BMIM][MeSO4] potansiyelinin değerlendirilmesi
HARUN KULAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
DOÇ. DR. ALPER UZUN
- High-throughput computational screening of covalent organic frameworks for gas separations
Gaz ayrışımlarında kullanılmak üzere kovalent organik gözenekli yapıların gaz ayırma performansının kapsamlı hesaplamalı taraması
ÖMER FARUK ALTUNDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
EnerjiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI