Karbon dolgulu sikloolefin kopolimer nanokompozit gaz ayırma membranların hazırlanması
Preparation of cycloolefin copolymer nanocomposite gas seperation membranes filled with carbon-based fillers
- Tez No: 390538
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NEVRA ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Tez çalışması kapsamında, farklı yapıda grafit esaslı nano dolgular ile fiziksel özellikleri bakımından birçok ticari termoplastiklerden üstün özelliklere ve düşük gaz geçirgenliğine sahip yeni nesil poliolefin kopolimerlerden olan sikloolefin kopolimerin (COC) kullanımı ile kompozit yapılı gaz ayırma membranları hazırlanmıştır. Bu amaçla, öncelikle farklı yüzey fonksiyonel gruplara sahip grafit türevleri hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Daha sonra bu dolgular farklı oranlarda kullanılarak eriyik harmanlama yöntemi ile gaz ayırma membranı kullanım amaçlı kompozit yapılı polimer filmler hazırlanmıştır. Hazırlanan filmlerin O2, CO2, N2, CH4 ve H2 tekli gaz geçirgenlikleri ölçülüp, endüstriyel önemi olan gaz çiftleri için seçimlilik özellikleri incelenmiştir. Hammadde, ara-ürün ve nanokompozitlerin yapısal ve fiziksel özellikleri FTIR (Fourier Dönüşüm Infrared Spektroskopisi), XRD (X Işını Kırınım Spektroskopisi), TGA (Termogravimetrik Analiz), SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve Temas Açısı Analizi yöntemleri ile incelenmiştir. Yapılan FTIR ve XRD analizleri sonucunda, grafitten modifiye grafitlerin elde edildiği görülmüştür. SEM sonuçlarında ise rGO ve GO-ODA örneklerinde homojen ve nano boyutta bir dağılım görülmüştür. Özellikle GO-ODA örneğinde artan hidrofobikliğe bağlı olarak polimer-dolgu ara yüzey etkileşimleri de artmıştır. Grafit ve türevlerine ait tüm nanokompozit bileşimlerde, artan dolgu miktarına bağlı olarak tüm gaz geçirgenlik değerleri azalmaktadır. En yüksek bariyer etkinin tüm dolgular için, en yüksek dolgu oranı (ağ. % 5) kullanılan dolgu ile sağlandığı tespit edilmiştir. Hazırlanan tüm filmlerde azalan gaz geçirgenlik değerlerine bağlı olarak H2/N2, H2/CO2 ve H2/CH4 ideal gaz seçimliliklerinin saf polimere arttığı hesaplanmıştır. Özellikle nanokompozit membranların H2/CO2 gaz çifti için Robeson üst sınırının üstünde ve literatürde verilen farklı dolgular ile hazırlanan hibrit membranların birçoğundan da daha iyi gaz ayırma performansı gösterdiği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, composite-structured gas separation membranes were prepared using several types of graphite based nano fillers with new generation polyolefin copolymers that cyclic olefin copolymer (COC) has properties those are superior compared to commercial thermoplastics in terms of physical properties and lower gas permeability. For this purpose, at first graphite derivatives which have different surface functional groups were prepared and characterized. The modified nano fillers were incorparated in nanocomposite-structured polymer films those were prepared via melt processing method. Single gas( O2, CO2, N2, CH4 andH2) permeability values and ideal gas selectivity performances of membranes were quantified depending on the filler content and structural features of fillers. Structural and physical properties of raw material, graphite derivatives and nanocomposite films were investigated by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), XRD (X-Ray Diffraction Spectroscopy), TGA (Thermogravimetric Analysis), Contact Angle and SEM (Scanning Electron Microscopy) methods. At the results of FTIR and XRD analyses, modified graphites are obtained from graphites. At the SEM results, it has been observed a homogeneous and nanosized distribution at rGO and GO-ODA samples. Especially at GO-ODA sample, polymer/filler interface interactions have been increased with increasing hydrophobicity. At the all compositions of graphite and its derivatives, all the gas permeabilities have been decreased with the increasing filler amount. It was detected that the highest barrier impact has been provided with the highest filler amount of % 5. At all the films which had been prepared depending upon decreasing gas permeability, the ideal gas selectivity of H2/N2, H2/CO2 and H2/CH4 have been increased with regard to none filler polymer. Especially for H2/CO2 gas pair of nanocomposite membranes is above the Robeson upper limit and it has defined that it shows better gas seperation performance most of the hybrid membranes which have been prepared with different fillers at literature.
Benzer Tezler
- Karbon dolgulu siklo-olefin kopolimer (COC) kompozitlerin elektriksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electrical and mechanical properties of cyclo-olefin copolymer (COC) composites reinforced with carbon based fillers
DİNÇER AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ
- Karbon dolgulu siklo-olefin kopolimer (COC) kompozitlerin reolojik davranışlarının incelenmesi
Investigation on rheological behavior of cyclo-olefin copolymer (COC) composites filled with carbon based fillers
ALPER KAŞGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ
- Karbon dolgulu esnek iletken polimer kompozitlerin direnç-gerinim hassasiyetinin ve elektromanyetik dalga kalkanlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of resistivity-strain sensitivity and electromagnetic wave shielding properties of carbon-filled flexible conductor polymer composites
KÜBRA GÜLEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER KAŞGÖZ
- Predictive model development for the thermal conductivity of carbon filled polymer-based mono and hybrid nanocomposites
Karbon dolgulu polimer esaslı mono ve hibrit nanokompozitlerin ısıl iletkenliği için tahmine dayalı model geliştirme
EDA KUMCUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPASLAN TURGUT
- Aktif karbon dolgulu sızıntılı akış reaktöründe kükürtdioksidin (SO') giderilmesi
Removal of sulfurdioxide in a trickle bed reactor packed with activated carbon
A.ÜLKÜ ÇOKGÖR (TEKKÖK)
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN OĞUZ