Geri Dön

Süperkritik karbondioksit atmosferinde hazırlanan halloysit nanotüp bazlı melamin sünger kompozit materyali: Karakterizasyon çalışmaları ve sorbent olarak suda bulunan petrol türevlerini, yağlı maddeleri ve organik çözgenleri seçici bir şekilde gidermedeki performansının değerlendirilmesi

Halloysite nanotube-based melamine sponge composite material prepared under supercritical carbon dioxide atmosphere: Characterization studies and evaluation of its performance as sorbent for the selective removal of petroleum derivatives, oily substances and organic solvents from water

  1. Tez No: 856560
  2. Yazar: SÜLEYMAN MERT GÜREŞİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN DUMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 67

Özet

Bu tezde, saflaştırılan ve yüzey aktivasyonu sağlanan halloysit nanotüpün (HNT'nin) ve metiltrietoksilanın (METES'in) süperkritik karbondioksit atmosferinde melamin süngere (MS'ye) kaplanmasıyla hazırlanan MS bazlı yeni bir sorbent materyalinin (MS/METES'in) karakterizasyon çalışmaları, çeşitli petrol türevleri, yağlı maddeler ve organik çözgenler için sorpsiyon kapasite değerlerinin belirlenmesi çalışmaları, sorpsiyon kinetiği çalışmaları ve yağ-su veya organik çözgen-su karışımlarını ayırma ve seçici bir şekilde giderme performansının belirlenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. HNT ve METES kaplı MS sorbent materyalinin yüzey morfolojisini ve elementel kompozisyonunu belirlemek için sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) teknikleri kullanılmıştır. Kaplanmamış MS materyalinde pürüzsüz bir yüzey yapısının bulunduğu ve MS yüzeyine kaplama işleminin gerçekleştirilmesiyle kaplanmış MS materyalinde pürüzlü bir yüzey yapısının oluştuğu gerçekleştirilen SEM analiziyle ispatlanmıştır. Ayrıca, kaplamanın MS materyaline başarılı bir şekilde uygulandığı gerçekleştirilen XPS analiziyle doğrulanmıştır. MS/METES sorbent materyalinin süperhidrofobik ve süperolefilik yüzey özelliğine sahip olduğunu ispatlamak için sırasıyla su ve yağ temas açısı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. MS/METES sorbent materyalinin su temas açısı 153,0° ve yağ temas açısı 0° olarak ölçülmüştür. Farklı sıcaklıklarda 24 saat muhafaza edilen yeni sorbent materyalinin gerçekleştirilen su temas açısı ölçüm sonuçları, materyalin termal stabilitesinin oldukça iyi olduğunu göstermiştir. MS/METES sorbent materyalinin kimyasal stabilitesini belirlemek amacıyla sorbent materyalinin HCl, NaOH ve NaCl çözeltilerine maruz bırakılmasının ardından sorbent materyalinde su temas açısı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. 0,01 M'lik HCl çözeltisi, 0,01 M'lik NaOH çözeltisi ve %5 (a/h)'lik NaCl çözeltisi içerisinde bekletilen sorbent materyalinin su temas açısı değeri sırasıyla 152,0°, 151,9° ve 151,2° olarak bulunmuştur. 15 kez kullanım sonrasında sorbent materyalinin kaplamasında ciddi bir deformasyonun olup olmadığını tespit etmek için MS/METES sorbent materyaline seçilen model kirleticiler (mazot, makine yağı ve kloroform) ile 15 kez sorpsiyon-sıkma prosesi uygulanmış ve daha sonra, her bir sorbent materyalinin su temas açısı değeri ölçülmüştür. Mazot, makine yağı ve kloroform kirleticileri ile 15 kez sorpsiyon-sıkma işlemi uygulanmış sorbent materyallerinin 148,2°-150,8° aralığında elde edilen su temas açısı ölçüm sonuçları, MS/METES sorbent materyalindeki kaplamanın 15 kez kullanım sonrasında bile ciddi bir deformasyona uğramadığını göstermiştir. Mazot, kloroform ve makine yağı kirleticileri için kinetik çalışmalar gerçekleştirilmiş ve psödo ikinci derece kinetik modelinin deneysel sorpsiyon kinetiği verileriyle uyumunun psödo birinci derece kinetik modeline göre daha iyi olduğu bulunmuştur. Ayrıca, MS/METES'in farklı kirleticiler için sorpsiyon kapasite değerleri belirlenmiştir. Aralarında benzinin, mazotun, kerosenin, makine yağının, zeytinyağının, toluenin, n-hekzanın, N,N-dimetilformamidin, dimetil sülfoksitin, kloroformun, petrol eterinin, etil alkolün ve ham petrolün yer aldığı çeşitli kirleticiler için MS/METES'in en yüksek sorpsiyon kapasite değerine 122,4 g/g'lik sorpsiyon kapasite değeri ile kloroformda ve en düşük sorpsiyon kapasite değerine de 46,9 g/g'lik sorpsiyon kapasite değeri ile petrol eterinde ulaştığı görülmüştür. Ayrıca, bu çalışmada kullanılan sorbent materyalinin farklı ayırma metotlarında kullanılabilirliği incelenmiştir. Spontane ayırma metodu kullanılarak kloroform-su karışımında %99,9'luk bir ayırma verimiyle ve 2780 L/(m2.sa)'lık akış miktarıyla kloroformun sudan seçimli bir şekilde ayrılması MS/METES sorbent materyali tarafından başarılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this thesis; some studies related with the characterization, the determination of sorption capacity values for various petroleum derivatives, oily substances and organic solvents, the sorption kinetics and the determination of separation and selective removal performance for oil-water or organic solvent-water mixtures were performed for a new MS-based sorbent material (MS/METES) prepared by the coating of sponge with purified- and activated-halloysite nanotube (HNT) and methyltriethoxysilane (METES) in supercritical carbon dioxide atmosphere. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques were used to determine the surface morphology and elemental composition of MS sorbent material coated with HNT and METES, respectively. It was proved from SEM analysis that there was a smooth surface on uncoated MS material and a rough surface structure was formed on the coated MS material by performing the coating process on the MS surface. Moreover, it was also verified by XPS analysis that the coating was successfully applied to the MS material. Water and oil contact angle measurements were carried out to prove the superhydrophobic and superoleophilic surface properties of MS/METES, respectively. Water contact angle of 153.0° and oil contact angle of 0° were measured for MS/METES sorbent material. Water contact angle measurements of new sorbent material maintained at different temperatures for 24 h were performed and it was observed that the thermal stability of the material was quite good. For the determination of chemical stability of MS/METES sorbent material, water contact angle measurements were carried out on the sorbent material after exposure of the sorbent material to HCl, NaOH and NaCl solutions. Water contact angle value of the sorbent material kept in 0.01 M HCl solution, 0.01 M NaOH solution and 5% NaCl solution was found to be 152.0°, 151.9° and 151.2°, respectively. The sorption-squeezing process was applied to the MS/METES sorbent material with the selected pollutants (diesel, machine oil and chloroform) for 15 times and then the water contact angle value of each sorbent material was measured to determine whether there is any serious deformation in the coating of sorbent material after 15 uses. For the sorbent materials used in the 15 sorption-squeezing processes of diesel, machine oil and chloroform pollutants, water contact angle measurement results obtained in the range of 148.2°-150.8° exhibited that the coating on the MS/METES sorbent material did not undergo a serious deformation even after 15 uses. Kinetic studies were performed for diesel, chloroform and machine oil pollutants and it was found that the fitting of pseudo second order kinetic model with experimental sorption kinetics data was better than that of the pseudo first order kinetic model. Furthermore, the sorption capacity values of MS/METES for various pollutants were determined. Among the various pollutants including gasoline, diesel, kerosene, machine oil, olive oil, toluene, n-hexane, N,N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, chloroform, petroleum ether, ethyl alcohol and crude oil, it was observed that MS/METES reached the highest sorption capacity value in chloroform with a sorption capacity value of 122.4 g/g and the lowest sorption capacity value in petroleum ether with a sorption capacity value of 46.9 g/g. In this study, the usability of sorbent material in different separation methods was investigated. Using the spontaneous separation method, the selective separation of chloroform from water was achieved by the MS/METES sorbent material with the separation efficiency of 99.9% and the flux of 2780 L/(m2.h) in the chloroform-water mixture.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    819591

    Development of diffusion bonding processes for metal alloys to use production of pche

    Baskılı devre ısı değiştirici üretimi için metal alaşımlarının difüzyon bağlama süreçlerinin geliştirilmesi

    AHMET FURKAN EROL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI

  2. Tez No

    123445

    Poli(L-laktat/ε-kaprolakton) ve bunların HA/TCP ile kompozitlerinden süperkritik karbondioksit ortamında gözenekli yapıların hazırlanması

    Preparation of microporous structures from of poly(L-lactide/ε-caprolactone) and their HA/TCP blends in supercritical carbon dioxide media

    HALİL MURAT AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN PİŞKİN

  3. Tez No

    486751

    Süperkritik karbon dioksit (ScCO2) ve organik çözücü ortamında Pd(II) katalizli heck eşleşme reaksiyonu uygulamaları

    Application of Pd(II) catalyzed heck coupling reaction in supercritical carbon dioxide (ScCO2) and organic solvent

    SİMAY İNCE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    KimyaOsmaniye Korkut Ata Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA KELEŞ

    ÖĞR. GÖR. MUSTAFA KEMAL YILMAZ

  4. Tez No

    390725

    Borik asit üretimindeki kolemanit-karbondioksit reaksiyonunda basınç etkisinin araştırılması

    Investigation of pressure effect in colemanite-carbon dioxide reaction of boric acid production

    AYŞE BUDAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Kimya MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET GÖNEN

  5. Tez No

    768799

    Süperkritik karbondioksit akışkan ortamında beta siklodekstrin ile pamuğun hidrofilleştirilmesi

    Scouring of cotton with beta cyclodextrin using supercritical carbon dioxide fluid technology

    FATMA YÜKSEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN AKSEL EREN

Geri Dön