Elektroeğrilmiş SiO2-Grafen-PVDF hibrit nanolif membranların hazırlanması ve yağ-su karışımlarının ayrılmasında kullanılması
Preparation of electrospun SiO2-Graphene-PVDF hybrid nanofiber membranes and their use in the separation of oil/water mixtures
- Tez No: 798560
- Danışmanlar: PROF. DR. DUYGU KAVAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektroeğirme yöntemi, Endüstriyel atık su, Electrospinning method, Industrial waste water
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, elektroeğirme yöntemi kullanılarak SiO2-Grafenafen-PVDF esaslı hibrit nanolif membranlar üretilmiş ve bu membranların yağ–su karışımlarının ayrılmasındaki performansı incelenmiştir. Polivinilendiflorür (PVDF)'nin yüksek kimyasal dayanımı ve mekanik esnekliği, grafenin üstün mekanik ve yüzey özellikleri ile SiO2'nin hidrofilik karakteri bir araya getirilerek, seçiciliği ve ayırma verimliliği artırılmış fonksiyonel bir membran yapısı tasarlanmıştır. Elektroeğirme sürecinde polimer çözeltisi bileşimi, akış hızı, uygulanan voltaj ve iğne ile toplayıcı mesafesi gibi değerler optimize edilerek homojen nanolif dağılımına ve yüksek yüzey alanına sahip nanolif membranlar elde edilmiştir. Üretilen nanolif membranların morfolojik yapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve EDX analizi ile incelenmiş, FTIR, DSC-TG kullanılarak karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Yüzey ıslanabilirlik değerleri ölçülen temas açısı sonuçlarına göre değerlendirilmiştir. Yağ-su ayırma performansı, farklı PVDF ve katkı miktarı içeren karışımlar kullanılarak test edilmiş; süzüntü akısı, ayırma verimi ve tekrar kullanılabilirlik gibi özellikler değerlendirilmiştir. Soya yağı ile yapılan deney sonuçlarına göre PVST,DF-3 yani SiO2 ve grafen katkılı PVDF nanolifin verim değeri % 85 akı değeri de 111,465 L/m2.st, olarak bulunmuştur. PVDF-3 ile elde edilen verim ve akı değerleri diğerlerine kıyasla daha yüksek elde edilmiştir. Aynı koşullar altında motor yağı ile gerçekleştirilen deneylerde verim %100 olarak elde edilmiştir. Sonuçlar, SiO2 ve grafen katkısı ile elde edilen PVDF nanolif membranlarının yağ su ayırımında kullanılabileceğini göstermiştir. Elde edilen hibrit nanolif membranlar, yüksek ayırma verimi, kararlı akı değerleri ve kimyasal dayanımları sayesinde atıksu arıtımı ve yağ–su ayırma uygulamaları için gelecek vadeden bir alternatif olarak değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, SiO₂–graphene–PVDF-based hybrid nanofiber membranes were produced using the electrospinning method, and the performance of these membranes in the separation of oil–water mixtures was investigated. By combining the high chemical resistance and mechanical flexibility of polyvinylidene fluoride (PVDF) with the superior mechanical and surface properties of graphene and the hydrophilic nature of SiO2, a functional membrane structure with enhanced selectivity and separation efficiency was designed. By optimizing parameters such as polymer solution composition, flow rate, applied voltage, and the distance between the needle and the collector during the electrospinning process, nanofiber membranes with homogeneous fiber distribution and high surface area were obtained. The morphological structures of the produced nanofiber membranes were examined using scanning electron microscopy (SEM) and EDX analysis, and characterization studies were conducted using FTIR and DSC-TG. Surface wettability values were evaluated based on contact angle measurement results. Oil-water separation performance was tested using mixtures containing different amounts of PVDF and additives; properties such as filtrate flow rate, separation efficiency, and reusability were evaluated. According to the results of experiments conducted with soybean oil, the efficiency value of PVDF -3 that is, PVDF nanofibers containing SiO₂ and graphene-was found to be 85%, and the flow rate was 111.465 L/m²·h. The recovery and flux values obtained with PVDF-3 were higher compared to the others. In experiments conducted with engine oil under the same conditions, a 100% efficiency rate was achieved. The results demonstrate that PVDF nanofiber membranes produced with SiO2 and graphene additives can be used for oil-water separation. The hybrid nanofiber membranes obtained have been evaluated as a promising alternative for wastewater treatment and oil-water separation applications due to their high separation efficiency, stable flow rates, and chemical resistance.
Benzer Tezler
- Applications of electrospun nanofibers in filtration processes
Elektroeğirme nanoliflerin filtrasyon işlemlerinde uygulamaları
NESRİN HORZUM POLAT
Doktora
İngilizce
2013
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR
- Development of electrospun multifunctional fibrous structures for icephobic and superhydrophobic applications
Buzfobik ve süperhidrofobik uygulamalar için elektroeğrilmiş çokişlevli lifli yapıların geliştirilmesi
MAHMUT TAS
Doktora
İngilizce
2022
Metalurji MühendisliğiThe Unıversıty Of NottınghamMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. XİANGHUİ HOU
- Encapsulation of echium oil and saffron extract in electrospun nanofibers
Echıum yağı ve safran ekstraktının elektroeğrilmiş nanoliflerde enkapsülasyonu
ZAHRA NAJAFI
Doktora
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
PROF. DR. FİLİZ ALTAY
- Elektroeğrilmiş Pva/Kitosan nanofiberlerin sentezi ve karakterizasyonu: enzimatik karbohidrat dönüşüm reaksiyonları amacıyla kullanılması
Synthesis and characterization of elektrospun Pva/Chitosan nanofiber: Usage for enzymatic carbohydrate conversion reactions
GÖKMEN ARABACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA TEKE
- Elektroeğrilmiş polivinil alkol/selüloz asetat hibrit fiberlere probiyotik enkapsülasyonu
Probiotic encapsulation in electrospun polyvinyl alcohol/cellulose acetate hybrid fibers
EMİNE MERVE ÇANGA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FAHRİYE CEYDA DUDAK ŞEKER