Nanomateryalle zenginleştirilmiş membran filtrasyonu ile içme suyu arıtımı
Drinking water treatment by using nanoenhanced membrane filtration
- Tez No: 432012
- Danışmanlar: PROF. DR. EYÜP DEBİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 152
Özet
Bu çalışmada; içme suyu arıtımında etkin bir organik madde ve bakteri giderimi sağlamak amacıyla titanyum dioksit (TiO2) nanomalzemesi ile zenginleştirilmiş bir membran üretimi sağlanmıştır. Bu amaçla çalışmada; modifiye edilmiş hidrotermal sentez yoluyla elde edilen polimer (PEI) kaplı TiO2 nanopartikülleri, kimyasal olarak aşındırılmış polisülfon (Psf) membran ve UVA (ultraviyole-A) aydınlatma ile aşındırılmış polietersülfon (PES) membran yüzeyi üzerine adapte edilmiştir. Bu yolla nanopartikül ile membran yüzeyi arasında kovalent bağ tertip edilerek nanokompozit membranlar elde edilmiş olup bu membranların performansı, organik madde giderimi ve antibakteriyel aktivite açısından değerlendirilmiştir. Doğal organik maddenin hem hümik hem de hümik olmayan kısımlarını temsil eden organik maddeler ile sentetik ham su numuneleri hazırlanarak filtrasyon testleri yapılmış ve gerçek ham su (Terkos) numunesi ile de bu testler tekrarlanmıştır. Kaplanmış membranlar ile hemen hemen bütün filtrasyon setlerinde başarılı giderim verimleri elde edilmiştir. Doğal organik maddenin hümik fraksiyonunu temsil eden hümik asit içeren sentetik ham su numuneleri ile daha yüksek giderim verimleri elde edilirken, hümik olmayan fraksiyonu temsil eden BSA ve dekstran içeren sentetik ham su numuneleri ile daha düşük giderim verimleri elde edilmiştir. 20000 ve 30000 Da MWCO değerine sahip UF membranlar çalışma kapsamında kullanılarak nanokompozit membran geliştirilmiş ve 100-400 Da aralığındaki MWCO değerlerine sahip NF membranlarla giderimi sağlanabilen doğal organik madde giderimi oldukça başarılı bir şekilde giderilmiş olup özellikle hidrofobik fraksiyonun giderimi daha başarılı bir şekilde gerçekleşmiştir. PES yapıdaki nanokompozit membran ile BSA (giderimi zor hidrofilik fraksiyon) literatürdeki verimlerden daha yüksek bir verimle (%42) UVA kullanılmaksızın giderilmiştir. Bütün filtrasyon testleri dikkate alındığında, UVA aydınlatma genel olarak (BSA ile çalışılan set hariç) giderim verimleri üzerinde önemli bir etki göstermemiştir. UVA aydınlatmanın organik madde gideriminde etkili olmaması, giderim mekanizmasının adsorpsiyon prosesiyle gerçekleştiğine işaret etmektedir. Çalışmanın diğer bir aşamasında antibakteriyel aktivite analizi için P.aeruginosa bakterisi kullanılarak inhibisyon bölgesi testi yapılmış olup yüzeyi kaplanarak modifiye edilen nanokompozit membran oldukça güçlü bir antibakteriyel aktivite sergilemiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, a nonoenhanced membrane was developed using titanium dioxide (TiO2) nanomaterial to be able to achieve effective organic matter and bacteria removal from drinking water supply. For this purpose, nanocomposite membranes were derived by adapting polymer (PEI) coated TiO2 nanoparticles which was synthesized by usuing modified hydrothermal synthesis method onto chemically etched polysulfone (Psf) and UVA (ultraviolet-A) radiation etched polyethersulfone (PES) membranes. A covalent bond was achieved between TiO2 nanoparticle and membrane surface. Membrane performance was evaluated by means of organic matter removal and antibacterial activity. Synthetic water samples were prepared using different organic substances which represent humic and non-humic part of natural organic matter. Filtration tests were performed both synthetically prepared and real raw water (Terkos) samples. High removal efficiencies were obtained with almost all coated membrane samples. Higher removal efficiencies were obtained with water sample which includes humic acid representing humic fraction of natural organic matter whereas lower removal efficiencies with BSA and dextran containing water samples representing non-humic fraction of natural organic matter. Complete natural organic matter removal could be achieved by using NF membranes which have MWCO value of 100-400 kDa. In this study, successful natural organic matter removal was obtained using nanocomposite membranes which were prepared by using UF membranes having MWCO value of 20000 and 30000 Da. Hydrophobic fraction of the natural organic matter was removed most particularly while removing hydrophilic fraction as well. Compared to literature, higher BSA (hardly removable hydrophilic part) removal efficiency (42%) was obtained with coated PES membrane without UVA irradiaiton. Considering all filtration test results, UVA irradiation did not significantly improve removal efficiencies (except BSA set). This introduced result, which UVA radiation was not effective to remove organic matters, indicated that removal mechanism mostly arised from adsorption process. Antibacterial activity test were conducted with nanoenhanced membranes using inhibiton zone method. And nanocomposite membranes which were functionalized using surface coating method exhibited high antibacterial activity against P.aeruginosa bacteria.
Benzer Tezler
- Gıdalarda genetiği değiştirilmiş organizmaların tayinine yönelik nanomateryalle zenginleştirilmiş elektrokimyasal genosensör tasarımı
Nanomaterial enhanced electrochemical genosensor design for the detection of genetically modified organisms in food
BENGİ ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YEKTA GÖKSUNGUR
DOÇ. DR. PINAR KARA KADAYIFCILAR
- Ratlarda mastektomi ve aksiller lenf nodu disseksiyonu sonrası kolajen doku iskelesi ile uygulanan mezenkimal kök hücre ve nanomateryal (MXENE) kullanımının seroma oluşumu ve yara iyileşmesi üzerine etkisi
The effect of the use of mesenchymal stem cell and nanomaterial (MXENE) applied with collagen tissue scaffold on seroma formation and wound healing after mastectomy and axillary LYMPH node dissection in rats
ELİF NUR GENCER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Genel CerrahiSağlık Bilimleri ÜniversitesiGenel Cerrahi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUNUS NADİ YÜKSEK
- Removal of lead and cadmium by iron nanoparticles synthesized by actinobacteria
Aktinobakteriler tarafından sentezlenen demir nanopartikülleri kullanarak kurşun ve kadmiyumun uzaklaştırılması
ALI SALEH MOHAMMED MOHAMMED
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLAL AY
- Nanomateryaller kullanımıyla organik güneş hücrelerinin üretimi, karakterizasyonları ve güneş enerjisi santrallerinin kurulumu
Fabrication of organic solar cells using nanomaterials, their characterizations and installation of solar energy plants
MESUT EKMEKÇİ
- Magnetit nanopartikülün su mercimeği (Lemna sp.) bitkisinde toksisite analizleri
Toxicity analayses of magnetite nanoparticle on duckweed (Lemna sp.) plant
BUSE FİLİZLER