Effect of preparation parameters on performance of conductive composite gas separation membranes
Hazırlama parametrelerinin iletken kompozit gaz ayırım membranlarının performansı üzerindeki etkisi
- Tez No: 82612
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gaz Ayırımı, Membranlar, İletken Polimerler, Polipirol, Polikarbonat vııı
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
oz..."*,.. HAZIRLAMA PARAMETRELERİNİN İLETKEN KOMPOZİT GAZ AYIRIM MEMBRANLARININ PERFORMANSI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ, Gülsen, Derya Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Levent Yılmaz Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Levent Toppare Eylül 1999, 89 sayfa Endüstriyel gaz ayırımlarının sentetik membranlarla yapılması olasılığı son yıllarda büyük ilgi gören bir konudur. Bu ilgi, membran ayırım sistemlerinin potansiyel ekonomik avantajları nedeniyle daha da artmıştır. Bu nedenle, endüstriyel gaz ayırımlarında kullanılacak yeni -, vimembran malzemelerinin geliştirilmesi önemli bir araştırma konusudur. İletken polimerler olarak bilinen bir sınıf polimer, yüksek gaz transport seçiciliği gösterebilmekte ve bu özellikleriyle gaz aynım membranı olarak kullanılabilmeleri için umut vaadetmektedir. Bu çalışmada, PPy ve PC 'm karışık yapılı kompozit membranlan in-situ çözelti polimerizasyonu ve çözücü evaporasyonu metodlannm birleştirildiği bir teknikle hazırlandı. Değişik hazırlama parametrelerinin membran performansı üzerindeki etkileri incelendi. İncelenen parametreler: kompozisyonun etkisi (PC miktarı bakımından), yüzeyin hidrofilik ya da hidrofobik oluşu, tavlamanın etkisi, çözücü evaporasyon sıcaklığının etkisi ve destek elektrolitin kompozisyonu ve türünün etkisidir. Bu çalışmalar sonucunda görüldü ki, PPy ve PC çifti bir uyum problemi göstermemektedir ve çalışılabilir karışık yapılı kompozit membranlar oluşturmaktadır. Bu yapının morfolojisi de destek elektrolitin türü ve derişimi tarafından belirlenmektedir. Gaz geçirgenliği deneyleri ve Taramalı Elektron Mikroskobu vıı(SEM) ile yapılan incelemelerde destek elektrolitin plastize etme gücünün membran performansı ile doğrusal bir ilişkisi olmadığı görüldü, ve elektrolit moleküllerinin şekli ve büyüklüğünün de oluşan filmin morfolojisini ve membran performansım etkileyebileceği ortaya çıktı. PPy ve PC'm karışık yapılı membranlan saf PC membranlara göre daha yüksek seçicilikler gösterdi. Gaz seçiciliği değerleri PPy-PC membranlan için:Ar/N2= 3.5, CH4/N2= 5.5, C02/N2= 5.9, H2/N2= 10 and 02/N2= 4.20 olarak bulundu. Aynı değerler saf PC membranlar için, sırasıyla 1.90, 1.01, 2.73, 4.20 and 3.51 olarak hesaplandı PPy-PC membranlan Termal Gravimetri Analizörü (TGA) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelendi. Değişik elektrolit konsantrasyonlan ve çeşitlerinin morfolojilerin birbirinden farklı olmasına yol açtığı görüldü. SEM fotoğraflan elektrolitin membran performansı üzerinde etkili olduğunu gösterdi.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT EFFECT OF PREPARATION PARAMETERS ON PERFORMANCE OF CONDUCTIVE COMPOSITE GAS SEPARATION MEMBRANES Gülsen, Derya M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Levent Yılmaz Co-Supervisor: Prof. Dr. Levent Toppare September 1999, 89 pages The possibility of using synthetic membranes for industrial gas separations has attracted considerable interest in recent years. This interest is fueled by the potential economic advantages of membrane separation technologies. inConductive polymers, can show very high gas-transport selectivities and are promising materials for membrane based separations. The problem with these polymers is that their mechanical strength is very poor and production of defect-free dense homogenous membranes is very difficult. This problem brought the idea of making composites of conductive polymers with non-conductive supporting polymers. Mixed matrix composite membranes of a conducting polymer, polypyrrole, (PPy), and an insulating polymer, poly bisphenol-A carbonate (PC), were prepared by a combined in-situ solution polymerization and solvent evaporation. Effects of different preparation parameters on the membrane performance were investigated. The permeation rates of Ar, CH4, C02, H2, N2 and 02 were measured. The parameters examined were the effect of composition (in terms of PC content), effect of hydrophilicity or hydrophobicity of the surface, annealing, solvent evaporation temperature and supporting electrolyte type and its concentration on the membrane performance, namely permeability and selectivity. It was observed that PPy and PC are compatible and form workable mixed matrix composites. PPy and PC forms a composite structure, and the type and concentration of the supporting electrolyte determine the ivmorphology of this composite. It was found that plasticization power of supporting, electrolyte does not have a direct and linear relationship with the membrane performance and the shape and size of the electrolyte molecules may also effect the morphology and hence the performance of the resulting film. The mixed matrix membranes of PPy with PC showed higher selectivities with respect to dense, homogenous, flat sheet PC membranes. Selectivity values of PPy-PC membranes are Ar/N2= 3.5, CH4/N2= 5.5, C02/N2= 5.9, H2/N2= 10 and 02/N2= 4.20, while these values are 1.90, 1.01, 2.73, 4.20 and 3.51 for the same gases respectively. PPy-PC films were investigated by Thermal Gravimetry Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). SEM images of the Ppy-PC films showed the importance of the electrolyte on the membrane performance. KeyWords: Gas Separation, Membranes, Conductive Polymers, Polypyrrole, Polycarbonate
Benzer Tezler
- Effect of preparation parameters on performance of dense homogeneous polycarbonate and polypyrrole-polycarbonate mixed matrix membranes
Hazırlama parametrelerinin yoğun homojen polikarbonat ve polipirol-polikarbonat karışık yapılı membranlarının performansı üzerindeki etkisi
PELİN HACARLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT YILMAZ
PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE
- Estimation of uncertainty of individual steps in pesticide residue analysis
Pestisit analiz aşamalarında belirsizliklerin tahminlenmesi
PERİHAN YOLCI ÖMEROĞLU
Doktora
İngilizce
2010
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARPAD AMBRUS
PROF. DR. DİLEK BOYACIOĞLU
- Tekstil sektöründe entegre kirlilik önleme ve kontrolü ve temiz üretim uygulamaları
Applications of integrated pollution prevention and control and clean production in textile industry
EMRAH ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2014
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KİTİŞ
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KARABOYACI
- Doğal elyaf takviyeli tabakalı karma malzemelerin otomotiv uygulamalarında kullanılması
Utilization of natural fiber reinforced laminated hybrid composites in automotive applications
MEHMET SAVAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Otomotiv ön cam buz çözme performansının sayısal olarak modellenmesi ve buzun erimesine etki eden parametrelerin irdelenmesi
Numerical modeling of windshield de-icing performance and parametric evaluation of ice melting process
SERHAN TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU