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
- Tez No: 582568
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Asimetrik yapıdaki polimerik ince film membranlar genellikle çözücü olmayan faz değişim yöntemi ile üretilirler. Bu yöntemde, membran çözeltisi cam yüzeyin üzerine dökülür ve koagülant ile temas haline getirilir. Koagülant tipi seçimi, faz değişimi mekanizmasına göre asimetrik membran yapısını ve yüzey oluşumunu direkt olarak etkiler ve bu özellikler membran gaz geçirgenliği ve gaz ayırımı performansı ile doğrudan ilgilidir. Bu çalışmada, asimetrik yapıda polimer harmanlı ve karışık matrisli membranlar kuru/ıslak faz değişimi yöntemi kullanılarak üretildi. Membran üretimi sırasında, ıslak faz değişimi 80% bağıl neme sahip su buharı çözücü olmyan madde olarak kullanarak gerçekleştirilirken, kuru faz değişimi membran yüzeyi kızılötesi ışığa maruz bırakılarak yapıldı. İstenen bağıl nem değerini elde edebilmek için, membran döküm işlemi iklimlendirilmiş ortam kabini içerisinde gerçekleştirildi. Polimer harmanlı membranların hazırlanması için polietersülfon (PES) ve poliimid (PI) kullanıldı. Membran çözeltisi hazırlama sırasında kullanılan çözücü maddeler dimetilformamid (DMF) and tetrahidrofuran (THF)'dır. Karışık matrisli membranlar için aynı polimerler ile dolgu maddesi olarak kullanılan 60 nm boyutundaki ZIF-8 kristaller kullanıldı. ZIF-8 yüksek gaz adsorplama kapasitesine, iyi kimyasal ve ısıl kararlılığa sahiptir. Polimer harmanlı membranlar PES/PI/20/80, PES/PI/50/50 and PES/PI/80/20 oranlarında hazırlandılar. Karışık matrisli membranlar ise aynı polimer oranlarına 10% ZIF-8 dolgu maddesi eklenerek üretildi. Polimer harmanlı ve karışık matrisli membranların H2, CO2 and CH4 geçirimlilikleri sabit hacim-değişken basınç yöntemi kullanılarak tek gaz geçirgenlik sisteminde 35 °C'de ölçüldü. Geçirgenlik sonuçlarına göre, H2/CO2, CO2/CH4 and H2/CH4 ideal seçicilikler hesaplandı. Ayrıca, üretilen membranların CO2/CH4 karışım ayırma performansları ölçüldü. Besleme ve süzüntü gazını analiz etmek için gaz ayırımı ölçüm sistemi gaz kromatograf cihazına bağlandı.
Özet (Çeviri)
Asymmetric polymeric thin film membranes are commonly produced by using non-solvent induced phase inversion process. The membrane solution is cast to a glass plate and then it is brought into contact with a coagulant. Coagulant type affects the asymmetric membrane structure and the skin formation according to phase separation mechanism. They are related with the membrane gas permeation and separation performances. In this study, asymmetric blend and mixed matrix membranes were produced by using dry/wet phase inversion method. The dry phase inversion were performed by using infrared light, while the wet phase inversion was carried out by using water vapor with 80% relative humidity as non-solvent. To achieve to desired relative humidity value, the membrane casting processes were executed in a conditioning glove box. Polyethersulfone(PES) and polyimide(PI) were used as polymeric materials for blend membrane preparation. Solvents which were used during membrane solution preparation were dimethylformamid(DMF) and tetrahydrofuran(THF). For the mixed matrix membranes, same polymers were used and the 60nm ZIF-8 was used. ZIF-8 has high gas adsorption capacity and has good chemical and thermal stability. Polymeric blend membranes were prepared with the ratio of PES/PI/20/80, PES/PI/50/50 and PES/PI/80/20. The mixed matrix membranes were produced by adding 10% ZIF-8 filler to the same polymer ratio of blend membranes. H2, CO2 and CH4 permeances of both blend and mixed matrix membranes were measured at 35°C. H2/CO2, CO2/CH4 and H2/CH4 ideal selectivities were calculated. CO2/CH4 mixture separation performances of the membranes were measured by analyzing feed and permeate gas using gas chromatography.
Benzer Tezler
- Polymer blend based mixed matrix gas separation membranes
Polimer harmanına dayalı karışık matrisli gaz ayırma membranları
MELİS KARĞILI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT YILMAZ
PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
- Development and characterization of nanofibrous structures for atopic dermatitis treatment
Atopik dermatit tedavisi için nanolifli yapıların geliştirilmesi ve karakterizasyonu
NURSEMA PALA AVCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BANU NERGİS
DR. ÖĞR. ÜYESİ NEBAHAT ARAL YILMAZ
- Grafen oksit katkılı polimer nanokompozitlerin çeşitliözelliklerinin incelenmesi
Investigating various properties of graphene oxide doped polymer nanocomposites
OĞUZKAN ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
- Preparation of polybenzoxazine-EPDM rubber based hydrophobic nanocomposite materials
Polibenzokzazin-EPDM kauçuk esaslı hidrofobik nanokomozit malzemelerin hazırlanması
EBRU KURTARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilim ve TeknolojiSakarya ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEFER CEM OKUMUŞ
PROF. DR. UĞURSOY OLGUN
- Preparation and characterization of polylactide/poly (butylene adipate-co-terephthalate)/cellulose nanocrystal blend nanocomposites
Selüloz nanokristal içeren polilaktik/poli (bütilenadipat-ko-tereftalat) harman nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
DENİZ SEMA SARUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR