Fabrication of polyethersulfone hollow fibers for ultrafiltration
Ultrafiltrasyon için polietersülfon kovuklu elyaf üretimi
- Tez No: 368822
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. PINAR ZEYNEP ÇULFAZ EMECEN, PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Kovuklu elyaf membranlar, membranla ayrıma proseslerinde önemli bir yere sahiptir. Birim hacimde yüksek membran alanı ve tersten kolay temizlenebilirlikleri gibi avantajlarından dolayı; gaz ayırma, pervaporasyon, ultrafiltrasyon ve mikrofiltrasyon proseslerinde kullanılmaktadırlar. Poli(etersülfon) (PES), kovuklu elyaf ultrafiltrasyon membranları üretiminde sıklıkla kullanılan polimerlerden biridir. Hidrofobik karakterinden dolayı; polimer çözeltisinde hidrofilik katkı maddesi kullanımı, membranları kirlenmeye karşı dirençli yapmak için etkili ve kolay bir methodtur. Bu çalışmada; PES bazlı kovuklu elyaf membranların hazırlanması için poli(etilen oksit) PEO bazlı katkı maddeleri (Pluronic F-127, PEG 10k ve Triton X100) kullanılmıştır. Polimer çözeltisine su eklemenin, kovuklu elyaflarda makroboşluk oluşumunu geciktirdiği bulunmuştur. Polimer çözeltisine su eklenerek, su geçirgenliği değerleri azalmıştır ve bütün membranların bovin serum albümin (BSA, 66 kDa) için tutma değerleri %90'ın üzerindedir. 50 0C koagülasyon banyosu ile birlikte polimer çözeltisine su eklenerek; gözenek boyutu büyümüştür ve hazırlanan membranlar neredeyse mikrofiltrasyon aralığındadır. Membranların uzun süreli kirlenme karşıtı performansını belirlemek için FTIR yolu ile katkı maddelerinin membran matrisi içinde stabilitesi incelenmiştir. Katkı maddeleri ve PES pik şiddeti oranlarına göre; koagülasyondan sonra bütün katkı maddeleri membran matrisi içerisinde kalmıştır. Kirlenme karakterizasyonları, sabit akıda kapalı sonlu arada geri yıkama yapılarak BSA filtrasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Sıkı ultrafiltrasyon membranları arasında; Triton X100, katkı maddeleri arasında en düşük kirlenme direncini göstermiştir. Triton X100 katkı maddesinden sonra, Pluronic F-127 ikinci en düşük kirlenme sonuçlarını göstermiştir. En yüksek kirlenme geri döndürülebilirliği, Pluronic F-127 katkı maddesi içeren membranlarda bulunmuştur. Gevşek ultrafiltrasyon membran gurubunda; Pluronic F-127 katkı maddeli membran en iyi kirlenme karakteristiğini göstermiştir. Bu üç katkı maddesi arasında; Pluronic F-127 ve Triton X100 katkı maddeleri; PEG 10k katkı maddesine göre stabilite ve daha iyi kirlenme karşıtı özellikleri açısından kullanımda daha tercih edilebilirdir.
Özet (Çeviri)
Hollow fiber membranes take an important part in membrane separation processes. They are used in many areas like gas separation, pervaporation, ultrafiltration and microfiltration processes due to their advantages like high membrane area per volume and easy backwashability. Poly(ethersulfone) (PES) is one of the most commonly used polymers in preparing hollow fiber ultrafiltration membranes. Due to its hydrophobic character, use of hydrophilic additives is usually necessary to make membranes resistant to fouling. In this study, poly(ethylene oxide) PEO based additives (Pluronic F-127, PEG 10k and Triton X100) were used for preparing PES based hollow fiber membranes. It was observed that adding water to polymer dope delays macrovoid formation in the hollow fibers. Pure water permeance of membranes decreased by adding water to polymer dope and all membranes retention values for bovine serum albumin (BSA, 66 kDa) were above 90%. By using water in polymer dope together with 50 0C coagulation bath, pore sizes became larger and prepared membranes were nearly in microfiltration range. The stability of the additives in the membrane matrix was examined via FTIR to estimate the anti-fouling performance of membranes in long-term. According to ratio of characteristic peak intensities of additives and PES; it was observed that all additives remained in the membrane matrix after coagulation. Fouling characterizations were done by dead-end constant flux filtrations of BSA with intermediate backwashing. Among tight ultrafiltration membranes, Triton X100 showed lowest fouling resistances among additives. After Triton X100 additive, Pluronic F-127 showed second lowest fouling results. It was found that reversibility of fouling was highest in membranes with Pluronic F-127 additive. In loose ultrafiltration group; membrane with Pluronic F-127 additive showed the best fouling characteristics. Between these three additives; Pluronic F-127 and Triton X100 additives can be more preferable in use than PEG 10k additive according to their stability and better anti-fouling properties.
Benzer Tezler
- Fabrication and characterization of polyethersulfone (PES)/multiwalled carbon nanotube hollow fiber ultrafiltration membranes
Çok duvarlı karbon nanotüp katkılı polietersülfon (PES) içi boşluklu ultrafiltrasyon membran üretimi ve karakterizasyonu
REYHAN ŞENGÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Fabrication and characterization of hollow fiber membrane with bisbal additive: Membrane bioreactor (MBR) application
Bısbal ilaveli hollow fiber membran üretimi ve karakterizasyonu: Membran biyoreaktör (MBR) uygulaması
FATMA NUR ŞEYMA YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Fabrication and characterization of polyethersulfone hollow fiber membranes
Fabrication and characterization of polyethersulfone hollow fiber membranes
ADIL FAROOQ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER NECATİ CORA
- Halloysit katkılı hollow fiber ileri osmoz membranlarının üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of hollow fiber forward osmosis membranes with halloysite additive
AYŞE YÜKSEKDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBUBEKİR YÜKSEL
- Fabrication and characterization of corrugated microfiltration membranes
Oluklu yüzeylere sahip mikrofiltrasyon membranlarının hazırlanması ve karakterizasyonu
YİĞİT GENÇAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. PINAR ZEYNEP ÇULFAZ EMECEN