Elektro üfleme yöntemi ile polisülfon membranların üretimi ve hava uygulamalarında kullanımı
Production of polysulfone membranes by electro-blowing and usage in air applications
- Tez No: 730431
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM TAŞDELEN YÜCEDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Hava kirliliği, günümüzde karşılaşılan en büyük çevresel sorunlardan biridir. Nanolifler, yüksek porozite, dayanıklı geçirgenlik performansı, düşük üretim maliyeti ve kolay ölçeklenebilirliklerinden dolayı hava filtrasyonu için cazip seçeneklerdir. Bu çalışmada, yüksek kimyasal ve mekanik kararlılık ve kolay işlenebilirlik gibi üstün özelliklerinden dolayı polisülfon (PSU) kullanılarak elektro-üfleme yöntemi (EBS) ile dayanıklı, sağlam ve hidrofobik bir hava filtrasyon ortamı üretilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma, hava filtreleme uygulamaları için EBS ile PSU nanolif üretiminin ilk optimizasyon çalışmasıdır. Üretimin optimizasyonu için incelenecek bağımsız değişkenler konsantrasyon, hava basıncı ve voltaj olarak seçilmiştir. Taguchi deney tasarımının“en küçük en iyi”yaklaşımıyla en küçük ortalama lif çapını (AFD) sağlayan, değişkenlerin optimize edilmiş değerleri sırasıyla konsantrasyon, hava basıncı ve voltaj için ağırlıkça %13 PSU, 3 bar ve 7.5 kV olarak belirlenmiştir. Doğrulama deneyinden elde edilen numunenin AFD'si 105 nm'dir. Numunelerin yüzey morfolojileri, porozite değerleri ve ıslanabilirlik davranışları sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), gravimetrik yöntem ve su temas açısı (WCA) ölçümleri yapılarak incelenmiştir. Hidrofobik özellik gösteren PSU nanolifleri yüksek WCA değerine (159,8'e kadar) ve yüksek gerilme mukavemeti değerine (1,38 MPa'ya kadar) sahiptir. Farklı biriktirme sürelerinde (15, 30, 45, 60 dk.) hazırlanan numuneler filtrasyon verimliliği, basınç düşüşü, kalite faktörü ve Knudsen sayısı (Kn) açısından incelenmiştir. 60 dakika üretim süresi ile hazırlanan numunenin filtrasyon verimi ve basınç düşüşü sırasıyla %98.09 ve 202 Pa olarak ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
Air pollution is one of the biggest environmental problems faced today. Nanofibers are attractive options for air filtration due to their high porosity, resilient permeability performance, low production cost and easy scalability. In this study, it was aimed to produce a durable, robust, and hydrophobic air filtration media by electro-blowing method (EBS) using polysulfone (PSU) due to its superior properties such as high chemical and mechanical stability and easy processability. This study is the first optimization study of EBS and PSU nanofiber production for air filtration applications. Concentration, air pressure and voltage were determined as independent variables for the optimization based on“smaller is better”approach of Taguchi design of experiment. The optimized values which supplied the smallest average fiber diameter (AFD) possible, were obtained 13 wt% PSU, 3 bar, and 7.5 kV for concentration, air pressure and voltage, respectively. The AFD of the sample obtained from the confirmation experiment is 105 nm. Surface morphologies, porosity values, and wettability behaviours of the samples were investigated by using scanning electron microscopy (SEM), gravimetric method, and contact angle (WCA) measurements, respectively. Super hydrophobic PSU nanofibers have high water contact angle value (up to 159.8) and high stress value (up to 1.38 MPa). Samples prepared at different deposition times (15, 30, 45, 60 min) were investigated in terms of filtration efficiency, pressure drop, quality factor and Knudsen number (Kn). The filtration efficiency and the pressure drop of the sample with 60 min of spinning time were measured as 98.09% and 202 Pa, respectively.
Benzer Tezler
- Polyamide synthesis for reverse osmosis membrane and substrate optimization
Reverse osmosiz membranlar için polyamid ince film sentezi ve destek yüzey optimizasyonu
BÜŞRA ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM TAŞDELEN YÜCEDAĞ
- Süperhidrofobik nanofibröz membranların hazırlanması ve yağ-suayırımında kullanımı
Preparation of superhydrophobic nanofibrous membranes and their usage in oil-water separation applications
SAFİYE GÖZDE ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇİĞDEM TAŞDELEN YÜCEDAĞ
- Akıllı ambalaj olarak kullanılmak üzere elektro üfleme yöntemi ile nanoliflerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of nanofibres by electro blowing method to be used as smart packaging
ÖZGE ATAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN AKGÜL
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMHAN DOĞAN
- Elektro üfleme yöntemiyle üretilen poliviniliden florür (PVDF) nanoliflerin elektrostatik filtreleme özelliklerinin iyileştirilmesi
Improving electrostatic filtration performance of polyvinylidine fluoride (PVDF) nanofibers produced via electro blowing method
MERVE NUR SAĞIRLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Bimodal fonksiyonel dokusuz hava filtrelerinin üretimi ve geçirgenlik özelliklerinin karakterizasyonu
Production of bimodal functional non-woven air filters and characterization of their permeability properties
ALİ TOPTAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ