Development of antifouling nanofiltration and antibiofouling ultrafiltration polymeric membranes using facile protocols
Kolay protokoller kullanılarak kirlenme dirençli nanofiltrasyon ve biyolojik kirlilik önleyici ultrafiltrasyon polimerik membranların geliştirilmesi
- Tez No: 684317
- Danışmanlar: PROF. DR. SACİDE ALTINKAYA, PROF. DR. EROL ŞEKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
Membran ayırma teknolojisindeki ana hedeflerden biri, uzun çalışma süresi ve düşük işletme maliyeti sağlayabilen kirlenmeye dayanıklı membranlar geliştirmektir. Bu tezin amacı, özgün yaklaşımlar kullanarak kirlenmeye ve biyolojik kirlenmeye dayanıklı polimerik nanofiltrasyon (NF) ve ultrafiltrasyon (UF) membranları üretmektir. İlk yaklaşımda, kirlenmeye dirençli poliamid-imid (PAI) bazlı NF ve biyolojik kirlenmeye dirençli polisülfon (PSF)/sülfonlanmış polietersülfon (PSF-SPES) bazlı UF membranlarının üretimi için faz değişim yönteminde koagülasyon banyosunun bileşimi değiştirilmiştir. Bu amaçla, koagülasyon banyosunda çözünen hidrofilik dallanmış polietilenimin (PEI), PAI'nın yapısındaki imid grubu ile kovalent bir bağ oluşturarak pozitif yüklü bir NF membranının hazırlanmasına olanak sağlamıştır. Antibakteriyel UF membranları üretmek için, güçlü bir antibakteriyel yüzey aktif madde olan setiltrimetilamonyum bromür (CTAB), koagülasyon banyosunda çözdürülmüş ve faz değişimi sırasında polimer/banyo ara yüzünde SPES ile elektrostatik bir bağ oluşturmuştur. Her iki membran da döküm çözeltisinde herhangi bir gözenek oluşturucu ajan kullanmadan, tek aşamalı bir protokolle hazırlanmıştır. Tezde kullanılan ikinci yaklaşımda, ticari polietersülfon (PES) UF membranının yüzeyi, membranın gözenek boyutu ve saf su akısını değiştirmeksizin dopamin ve CTAB moleküllerinin aynı anda kaplanması ile modifiye edilerek biyolojik kirliliğe karşı dirençli hale getirilmiştir. Modifikasyon sırasında, gözeneklerin içinde kaplamayı engellemek için destek membranının arkasından sürekli olarak azot gazı (N2) beslenerek membranın gözenekleri içinde inert bir fiziksel bariyer oluşturulmuştur. Tezde kullanılan son yaklaşımda, PSF ve PSF-SPES UF membranlarını dopamin ile modifiye etmek için ultrason uygulanmıştır. Ultrason kullanmanın temel amacı, dopaminin polimerizasyon kinetiğini hızlandırmak, dolayısıyla modifikasyon süresini kısaltmaktı.
Özet (Çeviri)
One of the major goals in membrane separation technology is to develop fouling-resistant membranes that can provide a long operating time and low operation costs. This thesis aims to manufacture fouling and biofouling-resistant polymeric nanofiltration (NF) and ultrafiltration (UF) membranes using unique approaches. The first approach was to change coagulation bath composition in the phase inversion technique for manufacturing fouling-resistant polyamide-imide (PAI) based NF and biofouling-resistant polysulfone (PSF)/sulfonated polyethersulfone (PSF-SPES) based UF membranes. To this end, hydrophilic branched polyethyleneimine (PEI) dissolved in the coagulation bath allowed the preparation of a positively charged PAI based NF membrane by forming a covalent bond with the imide group in the PAI. To manufacture antibacterial UF membranes, a strong antibacterial surfactant, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), was dissolved in the coagulation bath and made an electrostatic interaction with SPES at the polymer/bath interface during phase inversion. Both membranes were prepared in a one-step process without using any pore formers in the casting solution. The second approach used in the thesis focused on modification of commercial polyethersulfone (PES) UF membranes with co-deposition of dopamine and CTAB molecules to impart antibiofouling behavior without compromising the pore size and pure water flux of the support. To achieve this task, during modification, an inert physical barrier was created inside the membrane pores by continuously feeding nitrogen gas (N2) from the backside of the support to prevent pore penetration. In the last approach, ultrasound as a green, controllable trigger was used for modifying PSF and PSF-SPES UF membranes with dopamine. The main purpose of using ultrasound was to accelerate the polymerization kinetics of dopamine, hence shortening the modification time.
Benzer Tezler
- Preparation and Characterization of Antifouling Nanofiltration Membranes from a Responsive Block Copolymer
Pentablok Bir Kopolimerden Kirlenmeyen Nanofiltrasyon Membranlarının Hazırlanması ve Karakterizasyonu
NAĞAHAN ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SACİDE ALTINKAYA
- Thin film composite (TFC) nanofiltration membranes for water softening
Su yumuşatma amaçlı kullanılan ince film kompozit nanofiltrasyon membranları
TUTKU NUR MEMİÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
DR. SİMGE TARKUÇ
- Development of laboratory tests on performances of antifouling paints
Antifouling boyaların performanslarına yönelik laboratuvar testlerinin geliştirilmesi
İBRAHİM KIRKIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyokimyaDokuz Eylül ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ÇAVAŞ
- Arbacia lixula embriyolojik gelişimi üzerine antifouling boyaların karşılaştırılmalı toksisitesi
Comparative toxicity of antifouling paints on embryonic development of Arbacia lixula
BULUT MERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Su ÜrünleriEge ÜniversitesiSu Ürünleri Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAHİME ORAL
- Design, synthesis and characterization of functional glass-ceramic coatings for anti-fouling surface applications
Kirlenme önleyici yüzey uygulamaları için fonksiyonel cam-seramik kaplamaların tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
SİNAN DALOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BUĞRA ÇİÇEK