Yeşil sıvı membranlar ile sulu çözeltilerden nikotinik asit geri kazanımının incelenmesi
Investigation of nicotinic acid recovery from aqueous solutions by green liquid membranes
- Tez No: 944541
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜHEYLA ÇEHRELİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 181
Özet
Nikotinik asit (niasin), ilaç, gıda, kozmetik ve biyoteknoloji gibi birçok sanayi kolunda yaygın şekilde kullanılan, değerli bir karboksilik asittir. Geniş kullanım alanları, nikotinik asidin üretim ve kullanım süreçlerinde yüksek miktarlarda atık suya karışmasına neden olmaktadır. Sanayi kaynaklı bu atık sular, çevreye doğrudan verildiğinde su kalitesini düşürebilir, biyolojik yaşamı tehdit edebilir ve arıtma sistemlerinde aşırı organik yüklemeye sebep olabilir. Bu bağlamda, hem çevresel etkilerin azaltılması hem de ekonomik açıdan bu değerli bileşiğin geri kazanımı için etkili ayırma ve saflaştırma teknolojilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Sıvı membran teknolojisi, nikotinik asidin atık sulardan seçici ve verimli bir şekilde ayrılması için yenilikçi ve sürdürülebilir bir yöntem sunmaktadır. Sıvı membranlar, iki faz (besleme ve sıyırma) arasında yer alan bir sıvı tabakası aracılığıyla hedef bileşiğin taşınmasını sağlar. Bu sistem, yüksek seçicilik, düşük enerji tüketimi, taşıyıcının yeniden kullanılabilirliği ve işlem kolaylığı gibi avantajları ile öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, nikotinik asidin sulu ortamdan ayrılması amacıyla kütlesel iyonik sıvı membran (BILM) kullanımı araştırılmıştır. Yeşil çözücü olarak 1-Butil-3-Metil İmidazolyum Hekzaflorofosfat [BMIM][PF6], 1-Butil-3-Metil İmidazolyum Bis(triflorometilsülfonil)imid [BMIM][Tf2N],1-Hekzil-3-Metil İmidazolyum Hekzaflorofosfat [HMIM][PF6] ve 1-Hekzil-3-Metil İmidazolyum Bis(triflorometilsülfonil) imid [HMIM][Tf2N] iyonik sıvıları kullanılmıştır. Membran fazda taşıyıcı olarak ise tributilfosfat (TBP) kullanılmıştır. Box-Behnken deneysel tasarımı kullanılarak başlangıç asit konsantrasyonu (0.02-0.1 mol/L NA), membran fazda reaktan konsantrasyonu (0-2 mol/L TBP) ve sıyırıcı faz tür ve konsantrasyonunun (Su ve 0.1-0.2 N NaOH) ayırma etkinliği üzerindeki etkileri ortaya konmuş ve deneysel veriler ışığında optimum koşullar belirlenmiştir. Optimum koşul olarak besleme fazında 0.02 mol/L başlangıç NA asit konsantrasyonu, membran fazda 2 mol/L TBP ve sıyırma fazı olarak 0.2 mol/L NaOH olduğu durum belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre iyonik sıvıların nikotinik asitin sulu çözeltilerinden ayrılmalarında alternatif membran çözücüleri olarak kullanılabileceklerini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Nicotinic acid (niacin) is a valuable carboxylic acid that is widely used in various industries such as pharmaceuticals, food, cosmetics, and biotechnology. Due to its broad range of applications, significant amounts of nicotinic acid can enter wastewater streams during its production and processing. When these industrial effluents are discharged directly into the environment, they can reduce water quality, pose a threat to aquatic life, and cause excessive organic loading in wastewater treatment systems. Therefore, effective separation and purification technologies are needed to both reduce environmental impacts and recover this valuable compound economically. Liquid membrane technology offers an innovative and sustainable approach for the selective and efficient separation of nicotinic acid from aqueous media. Liquid membranes consist of a thin liquid layer positioned between two phases (feed and stripping), which enables the transport of the target compound. This system offers several advantages, including high selectivity, low energy consumption, reusability of the carrier, and operational simplicity. In this study, the use of bulk ionic liquid membrane (BILM) was investigated for the separation of nicotinic acid from aqueous medium. 1-Butyl-3-Methyl Imidazolium Hexafluorophosphate [BMIM][PF6], 1-Butyl-3-Methyl Imidazolium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide [BMIM][Tf2N], 1-Hexyl-3-Methyl Imidazolium Hexafluorophosphate [HMIM][PF6] and 1-Hexyl-3-Methyl Imidazolium Bis(trifluoromethylsulfonyl)imide [HMIM][Tf2N] ionic liquids were used as green solvents. Tributylphosphate (TBP) was used as the carrier in the membrane phase. Using the Box-Behnken experimental design, the effects of initial acid concentration (0.02-0.1 mol/L NA), carrier concentration in the membrane phase (0-2 mol/L TBP) and stripper phase type and concentration (water and 0.1-0.2 N NaOH) on the separation efficiency were revealed, and optimum conditions were determined. The optimum condition was determined as 0.02 mol/L initial NA acid concentration in the feed phase, 2 mol/L TBP in the membrane phase, and 0.2 mol/L NaOH as the stripper phase. The results obtained showed that ionic liquids can be used as alternative membrane solvents in the separation of nicotinic acid from aqueous solutions.
Benzer Tezler
- Karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden yeşil çözücü kullanılarak sıvı membran ve reaktif ekstraksiyonla geri kazanımı
Recovery of carboxylic acids from aqueous solutions by using green solvent in liquid membrane and reactive extraction
FERİDE NAİME TÜRK
Doktora
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA ÇEHRELİ
- Valorisation of whey components via enzymatic ceramic membranes for biopolymer synthesis and bio-based nanofiber membrane fabrication
Enzimatik seramik membranlar ile peynir altı suyu bileşenlerinin biyopolimer sentezi ve biyo-nanolif membran üretimi için değere dönüştürülmesi
SAMA ALI QAHTAN AL-MUTWALLI
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Akciğerlerdeki hava-sıvı arayüzeyinin incelenmesine yönelik çip-üstü-epitelyal bariyer platformu geliştirilmesi
Development of an epithelial barrier-on-a-chip platform for investigation of air-liquid interface in lungs
BİLGESU KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Anaerobic fermentation of organic solid wastes: Volatile fatty acid production and separation
Organik katı aıkların anaerobik fermentasyonu: Uçucu yağ asidi üretimi ve ayrımı
HATİCE YEŞİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ADİLE EVREN TUĞTAŞ
- Citric acid and dimer diol-based polyester membranes for food packaging applications
Gıda paketleme uygulamaları için sitrik asit ve dimer diol bazlı polyester membranlar
SARA AGHAEINEJAD AJBISHEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİHTER ZEYTUNCU GÖKOĞLU
PROF. DR. EMRAH ÇAKMAKÇI