Karışık matriksli membran kullanarak gaz karışımından hidrojen ayrımı
Separation of hydrogen from gas mixture using mixed matrix membrane
- Tez No: 497520
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHTİYAR ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Bu çalışmada, poliimit membranlara dolgu maddesinin ilavesiyle oluşturulan karışık matriksli membranların, gaz geçirgenliğine ve seçiciliğine olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. İlk aşamada, solvotermal yöntemiyle MOF-5 yapısı sentezlenmiş ve bu yapıya farklı metaller ilave edilerek NiMOF-5, CoMOF-5, CuMOF-5, NiCo-MOF-5, NiCuMOF-5 ve CoCuMOF-5 yapıları oluşturulmuştur. Poliimit membrana değişik oranlarda (0, %5, %10 ve %15) MOF-5 ve metal katkılı MOF-5 yapıları eklenerek MOF-5/PI, NiMOF-5/PI, CoMOF-5/PI, CuMOF-5/PI, NiCoMOF-5/PI, NiCuMOF-5/PI ve CoCuMOF-5/PI karışık matrisli membranlar üretilmiştir. Sentezlenen MOF-5 yapılarının ve oluşturulan karışık matrisli membranların termal kararlılıklarını, kristal yapılarını ve morfolojileri gibi özelliklerini belirlemek üzere Termik analiz (TGA/DTA/DTG), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD), Taramalı elektron mikroskobu (SEM) gibi çeşitli karakterizasyon işlemleri uygulanmıştır. İkinci aşamada, karışık matrisli membranların H2, CO2 ve CH4 gazlarının geçirgenliğine ve seçiciliğine olan etkisi incelenmiştir. Poliimide MOF ilave edilmesi saf poliimide göre H2 CO2 ve CH4 gazlarının geçirgenliğini arttırmıştır. MOF'ların gaz geçirgenliğine etkisi karşılaştırıldığında en büyük etkiyi bakır ile hazırlanan MOF'ların yaptığı görülmüştür. Ayrıca, membran polimerik (gözeneksiz) durumdan gözenekli duruma geçtikçe gazların membrandan doğru geçişinde çözünme-difüzlenme işleminden ziyade yüzey difüzyonu daha fazla rol oynamaya başlamıştır. Karışık matriksli membranlarda artan MOF miktarı en fazla CH4'nın geçirgenliğini arttırdığı ve bu nedenle MOF ilavesinin en fazla H2/CH4 seçiciliğini azalttığı açıkça görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this study, it is aimed to investigate the effect of mixed matrix membranes on permeability and selectivity of gas formed by the addition of filler to polyimide membranes. Firstly, MOF-5 strucutre was synthesized by solvothermal method and metals were added to these structure to obtain NiMOF-5, CoMOF-5, CuMOF-5, NiCoMOF-5, NiCuMOF-5 ve CoCuMOF-5 structures. MOF-5/PI, NiMOF-5/PI, CoMOF-5/PI, CuMOF-5/PI, NiCoMOF-5/PI, NiCuMOF-5/PI ve CoCuMOF-5/PI mixed matrix membranes were manufactured adding MOF crystals with different loadings (0, 5%, 10% and 15%) to polyimide. To characterize thermal stability, crystal structure and morphology features of MOF-5 and mixed matrix membrane, Thermogravimetric analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, X-Ray Diffraction and Scannig Electron Microscopy were used. In second part, the influence of permeability and selectivity of mixed matrix membrane in H2, CO2 and CH4 gases were investigated. The addition of MOF into polyimide increased the permeability of gases compared to pure polyimide. It can be said that Cu doped MOF-5 have the biggest effect on permeability of gases. Furthermore, surface diffusion plays a more significant role through membrane rather than solution diffusion mechanism. It is evident that, increased amount of MOFs in mixed matrix membrane increase CH4 permeability compared to H2 and CO2 and therefore adding MOF-5 and metal doped MOF-5 into polymer decreases H2/CH4 selectivity.
Benzer Tezler
- Karbon dioksit ayırma amaçlı ince film kompozit/nanokompozit membranların hazırlanması
Preparation of thin film composite/nanocomposite membranes for carbon dioxide separation
GÜLEN BÜYÜKOLCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs
Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar
MAHDI AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Investigation of plasticization behavior of membrane polymers by a fully atomistic approach
Membran polimerlerinin plastizasyon davranımlarının atomistik yaklaşımla incelenmesi
MARCEL BALÇIK
Doktora
İngilizce
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET GÖKTUĞ AHUNBAY
- Preparation and characterization of polymeric blend and mixed matrix membranes by water vapor induced phase inversion
Su buharı endükleme faz değişim yöntemiyle polimer harmanlı ve karışık matrisli membranların üretilmesi ve karakterizasyonu
SEREN KİBAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
- Gas permeation properties of poly (arlyene ether ketone) and its mixed matrix membranes with polypyrrole
Poliarileneterketon membranların ve polipirollü karışık yapılı membranlarının gaz geçirgenlik özellikleri
GÖRKEM MERGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
PROF. DR. LEVENT YILMAZ