İçme suyu arıtımı için nanokompozit membranların üretimi: Termal ve mekanik davranışlarının modellenmesi
Fabrication of nanocomposite membranes for drinking water treatment: Modeling of thermal and mechanical behavior
- Tez No: 958346
- Danışmanlar: PROF. DR. NEŞE TÜFEKCİ, PROF. DR. SELVA ÇAVUŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Filtrasyon, Karakterizasyon, Membranlar, Modelleme, Nanokompozitler, Characterization, Membranes, Modelling, Nanocomposites
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son dönemde membran filtrasyonunda öne çıkan inorganik-organik kompozit membranlar, inorganik maddelerin kararlılığı ile organik polimerlerin işlenebilirliğini bir araya getirerek yeni nesil membranlar için büyük potansiyel sunmaktadır. Gümüş ve titanyum dioksit gibi inorganik materyaller membranın hidrofilikliğini artırmanın yanında mekanik dayanımı iyileştirmek, antibakteriyel etki göstermek ve tıkanma engelleyici özellik sağlayarak membran ömrünün uzatılmasına önemli katkı sağlamaktadırlar. Bu çalışmada termoplastik polimerler sınıfından olan polisülfon (PSf) ile yapılmış membranlar ve PSf ile polivinilpirolidondan (PVP) oluşan membranlara gümüş nanopartikül (AgNP) ve titanyum (IV) dioksit (TiO2) hem ayrı ayrı hem de iki nanopartikül birlikte farklı varyasyonlarla ağırlıkça %0.25, %0.5 ve %1 oranlarında eklenerek toplamda 18 farklı membran elde edilip bu materyallerin membran yapısına, karakterizasyonuna ve performansına olan etkileri ölçülmüştür. Tüm membranlar faz inversiyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Elde edilen membranların pürüzlülüğü, yüzey morfolojisi, porozitesi, su tutma kapasitesi, por boyutu ile mekanik ve termal özellikleri incelenerek karşılaştırılmıştır. Bunun yanında akı performansları hem temiz membranlardan saf su geçirilmesi, hem temiz membranlardan Terkos Gölü'nden alınan suyun geçirilmesi, hem de kirletilmiş membranlardan saf su geçirilmesi koşulları altında bir dead-end filtrasyon düzeneği kullanılarak incelenmiştir. Membranların akı geri kazanım oranı (FRR), toplam kirlenme oranı (RT), geri dönüştürülemez kirlenme oranı (Rir) ve geri dönüştürülebilir kirlenme oranı (Rr) belirlenerek membranların kirlenmeye karşı direnç performansları değerlendirilmiştir. Söz konusu işlemler sonucunda da Mori-Tanaka ve Karışımlar Teorisi yöntemleri kullanılarak membranların modellemesi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Recent advancements in membrane filtration have highlighted the significant potential of inorganic-organic composite membranes for next-generation membrane technologies. These membranes integrate the stability of inorganic materials with the processability of organic polymers. Inorganic materials like silver (Ag) and titanium dioxide (TiO2) not only enhance membrane hydrophilicity but also contribute significantly to improving mechanical strength, imparting antibacterial properties, and providing anti-fouling characteristics, thereby extending membrane lifespan. This study investigates the effects of incorporating silver nanoparticles (AgNPs) and titanium (IV) dioxide (TiO2) into membranes fabricated from polysulfone (PSf) and PSf/polyvinylpyrrolidone (PVP) blends. A total of 18 different membrane variations were produced by adding AgNPs and TiO2 both individually and in combination, at varying weight percentages of 0.25%, 0.5%, and 1%. All membranes were prepared using the phase inversion method. The resulting membranes were comprehensively characterized and compared in terms of roughness, surface morphology, porosity, water uptake capacity, pore size, and mechanical and thermal properties. Furthermore, flux performance was evaluated under various conditions using a dead-end filtration setup: pure water permeation through clean membranes, Terkos Lake water permeation through clean membranes, and pure water permeation through fouled membranes. The membranes' fouling resistance performance was assessed by determining the flux recovery ratio (FRR), total fouling ratio (RT), irreversible fouling ratio (Rir), and reversible fouling ratio (Rr). Finally, the membranes were modeled using the Mori-Tanaka and Theory of Mixtures methods.
Benzer Tezler
- Synthesis, characterization, and application of a novel thin film composite (TFC) forward osmosis (FO) membrane for seawater desalination
Deniz suyu arıtımı için yeni ince film kaplamalı ileri osmoz (İO) membranı üretimi, karakterizasyonu ve uygulanması
RAED M S ELKHALDI
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Biomimetic approaches for the fabrication of hollow fiber nanofiltration membranes
Biyomimetik yaklaşımlarla içi boşluklu nanofiltrasyon membran üretimi
REYHAN ŞENGÜR TAŞDEMİR
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- İçme suyunun polimerik nanokompozit membranlar ile arıtımı
Treatment of drinking water with nanocomposite membranes
ZEYNEP ÜSTKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURTAÇ ÖZ
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Konut bölgelerinde parsel düzeni uygulamasının kent topraklarının rasyonel kullanımı çerçevesinde mimari açıdan değerlendirilmesi
An Architeet's Criticism of the Currently Practised method of plot formation in residential areas from the point of View of rational utilization of urban deatories
SUZAN ESİRGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UMUR ERKMAN