Surface modified polyvinyl alchol membranes for water ethanol seperation via pervaporation
Yüzeyi modifiye edilmiş polivinil alkol membranlarının pervaporasyon yöntemiyle su-etanol ayırımının kullanılması
- Tez No: 65142
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖNER HORTAÇSU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1997
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
IV ÖZET Bu çalışmada, etanol-su karışımlarını pervaporasyon yöntemiyle ayırmak için yeni membranlar üretilmiştir. Polivinil alkol çözeltilerinden döküm yöntemi ile oluşturulan membran glutaraldehid ile çapraz bağlanmıştır. Membranın su geçirgenliğini etanole göre artırmak için polivinil alkol membranlara maleik anhidridle yüzey modifikasyonu uygulanmıştır. Polivinil alkol (PVA) membranlar sırasıyla 100 mol vinil alkol için 0.5, 1, 1.5, 2 mol glutaraldehidle (GA) çapraz bağlanmıştır. Çapraz bağlanmayla modifiye olmuş PVA membranının seçiciliği ve su geçirgenliğinin değişmesi beklenmektedir. Membranlar tek hücreli pervaporasyon ünitesinde denenmiştir. Pervaporasyon deneylerinde ağırlıkça yüzde 88, 94, 97.5'lik etanol içeren besleme karışımları kullanılmıştır. Bu deneylerde, sıvı bileşiminin ve glutaraldehid miktarının geçirgenlik ve seçicilik üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ürünlerin analizi Karl-Fischer titrasyon yöntemi ile yapılmıştır. Glutaraldehid miktarını arttırdıkça heterojen yapıda membranlar elde edilmiştir. GA ile çapraz bağlanmış PVA membranı 189 su seçiciliği ve 336 g/m2-h geçirgenlik değerlerine sahiptir, öte yandan, çapraz bağlanmış ve yüzeyi modifiye olmuş membranlann daha yüksek seçicilik ancak daha düşük geçirgenlik değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Modifiye olmuş membranlar -COONa formuna %20'lik NaOH çözeltisi içinde bekletilerek dönüştürülmüştür. Na-modifiye olmuş PVA membranların su seçiciliği maleik anhidridle yüzey reaksiyonuyla ve geçirgenlik ise modifiye yüzeylerin Na formuna dönüştürülmesiyle arttırılmıştır. Sıvı bileşiminin geçirgenlik ve seçicilik üzerindeki etkisine de bakılmıştır. Beslemedeki su miktarı azaltıldığında yüzde 0.5 mol GA ile çapraz bağlanmış ve modifiye olmuş membranın daha düşük geçirgenlik ve seçicilik özelliklerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. -COONa formuna dönüştürülmüş modifiye edilmiş membranın geçirgenlikleri yüzde 88 etanol beslemesinde 323 g/m2-h, yüzde 94'de 520 g/m2-h, yüzde97.5'de 349 g/m2-h seçicilikleri ise 719, 626, 1305 olarak saptanmıştır. -COONa formuna dönüştürülmüş modifiye olmuş membranların geçirgenlik ve seçicilik özelliklerinin modifiye edilmiş membranlara göre çok daha iyi olduğu görülmüştür. Maleik anhidridle ve sodyum hidroksidle yüzey modifikasyonu yapılmış membranların su-etanol karışımlarından suyu ayırmak için kullanılmasının uygun olduğu ve bu şekilde pervaporasyon karakteristiklerinin iyileştiril ebildiği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
II ABSTRACT In this study, new membranes were prepared to be used for the separation of water/ethanol mixtures by pervaporation. Membranes were cast from polyvinyl alcohol solutions and crosslinked by glutaraldehyde which was then surface modified by maleic anhydride. Maleic anhydride was used to improve the water permability of the membrane with respect to ethanol during pervaporation. PVA membranes were crosslinked with 0.5, 1, 1.5 and 2 mole glutaraldehyde (GA) per 100 mole of vinyl alcohol. Surface properties of the membranes changed according to the degree of crosslinking. Selectivity and water flux across the modified PVA membranes were changed by changing the degree of crosslinking. The membranes were tested in a single cell pervaporation unit in determining their pervaporation characteristics. The pervaporation experiments were carried out with 88, 94 and 97.5 weight per cent feed ethanol compositions. Effect of the feed composition and glutaraldehyde content on flux and selectivity across the membrane were investigated in these experiments. The water content of the permeates was determined by Karl-Fischer Titration. Upon increasing the glutaraldehyde content, heterogeneous solution and membranes were obtained. PVA membrane crosslinked by GA gave a water selectivity of 189 and a flux of 336 g permeate/m2-h. Crosslinked and surface modified membranes have higher water selectivity and lower flux values than only crosslinked PVA membranes. Modified membranes were converted to -COONa form by treating with 20 per cent NaOH solution. Selectivities of Na-modified PVA membranes were enhanced two times when compared to membranes modified at 0.5 mole per cent GA. Also, better flux values than the crosslinked PVA membranes were obtained. Water selectivity of crosslinked membranes were enhanced by surface reaction with maleic anhydride and the total flux was improved by post treatment of surface modified membranes by NaOH solution.III Effect of feed composition on permeation and separation were also examined. By decreasing the water content in the feed, lower flux and lower selectivities were observed at 0.5 mole per cent GA crosslinked and surface-modified membrane. Moreover, the total flux (323 g permeate/m2-h at 88 per cent; 520 g permeate/m2-h at 94 per cent ethanol; 349 g permeate/m2-h at 97.5 per cent ethanol) and selectivity (719; 626; 1305) for the -COONa modified membranes were also slightly higher than membranes surface modified only by maleic anhydride. It was concluded that, the surface modification by maleic anhydride and Na appears to be very useful for the improvement of the pervaporation characteristics in dehydrating aqueous ethanol solutions.
Benzer Tezler
- Çözeltiden üfleme tekniği ile yeni tip filtre ve membranların geliştirilmesi
Development of novel filters and membranes by solution blowing technique
YUSUF POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
YRD. DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Polimerlerle yüzeyi modifiye edilmiş membranların akı ve tuz giderim davranışları
Flux and salt removal behaviours of the surface modified membranes by polymers
MERVE ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Development of interlayer based thin-film nanofibrous composite membranes adjusted by functionalized carbon nanotubes for effectual water purification
Etkili su arıtma için fonksiyonelleştirilmiş karbon nanotüplerle ayarlanan iç tabaka bazlı ince film nanolifli kompozit membranların geliştirilmesi
SEYEDEHNEGAR ARABI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİHTER ZEYTUNCU GÖKOĞLU
DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Development of biointegrated electrospun nanofibers for environmental applications
Elektrospin yöntemi ile üretilmiş nanolif yapılara biyolojik malzemelerin entegre edilerek çevresel uygulamalar için kullanılması
ÖMER FARUK SARIOĞLU
Doktora
İngilizce
2016
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TAMER UYAR
- Elektrospinning tekniği ve UV ışımasının eşzamanlı olarak uygulanması ile nanofiber membranların uygulanması hazırlanması ve kıymetli metallerin adsorpsiyonunda
Preparation of nanofiber membranes by the implementation of electrospinning technique and UV radiation simultaneously and application on adsorption of precious metals
BİHTER ZEYTUNCU
Doktora
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
PROF. DR. ONURALP YÜCEL