Geri Dön

Deniz suyundan tuzların polimerik membranlar kullanılarak ayrıştırılması: İnorganik madde katkılı yaklaşımlar

The separation of salts from seawater using polymeric membranes: Approaches with inorganic additives

PDF İndir

  1. Tez No: 971999
  2. Yazar: GULANA ASLANOVA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHTAP ŞAFAK BOROĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Tatlı suya olan talep; nüfus artışı, tarım, sanayileşme, kentleşme, yaşam standartlarının yükselmesi ve iklim değişikliği gibi etkenlerle hızla artmaktadır. Bu durum, mevcut su kaynakları üzerinde ciddi bir baskı oluşturarak su kıtlığı riskini artırmaktadır. Tuzdan arındırma teknolojileri, deniz suyu ve tuzlu yer altı sularının içme suyuna dönüştürülmesini sağlayarak bu soruna etkili bir çözüm sunar. Tuzdan arındırma yöntemleri arasında, ince film kompozit ters ozmos (TO) teknolojisi öne çıkmaktadır. Yalnızca su moleküllerinin geçişine izin veren bu teknoloji, yüksek basınç altında çalışarak deniz suyunu ve tuzlu suları yüksek verimle arıtabilmektedir. Ters ozmos membranları; yüksek tuz giderme kapasitesi, dayanıklılık, düşük işletme maliyeti ve enerji verimliliği gibi avantajlara sahiptir. Su filtrasyonunda kullanılan polimerik membranlar kimyasal dayanıklılık, esneklik ve geniş pH aralığında çalışma kabiliyetleriyle ön plana çıkar. Bu çalışmada, destek tabaka olarak ticari NF-270 polisülfon membran kullanılmıştır. NF-270 üzerine, m-fenilendiamin (MPD) ve trimesoil klorür (TMC) monomerlerinin kullanıldığı ince film kaplama yöntemiyle polyamid (PA) tabakası sentezlenmiştir. ZSM-5 hazırlanarak farklı oranlarda (%0,68, %0,90, %1,13, %1,56) inorganik parçacık katkılanmış polimerik membranlar sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. XRD ve FT-IR ile yapısal analizler yapılmış; TGA ile ısıl davranışlar, DLS yöntemiyle partikül boyutları belirlenmiştir. ZSM-5 membranların yüzey hidrofilikliği temas açısı ölçümleriyle incelenmiştir. Membranların su akış hızı ve tuz tutma performansları TO cihazı kullanılarak test edilmiştir. Saf su geçirgenlik testleri 10 ve 20 bar basınçlarda yapılmış, ardından 2000 ppm NaCl ve 2000 ppm Na₂SO₄ çözeltileri ile testler gerçekleştirilmiştir. En yüksek tuz tutma kapasitesi, ısıl kararlılığı yüksek ve basınca dayanıklı kompozit membran belirlenmiştir. Sonuç olarak, ZSM-5 katkılı membranların TO sistemlerinde etkin bir şekilde kullanılabileceği görülmüştür.

Özet (Çeviri)

The demand for fresh water is rapidly increasing due to factors such as population growth, agriculture, industrialization, urbanization, rising living standards, and climate change. This situation exerts significant pressure on existing water resources, increasing the risk of water scarcity. Desalination technologies offer an effective solution to this problem by converting seawater and brackish groundwater into drinking water. Among desalination methods, thin-film composite reverse osmosis (RO) technology stands out. This technology allows only water molecules to pass through and can treat seawater and brackish water with high efficiency under high pressure. Reverse osmosis membranes offer advantages such as high salt rejection capacity, durability, low operating cost, and energy efficiency. Polymeric membranes used in water filtration are notable for their chemical resistance, flexibility, and ability to operate over a wide pH range. In this study, a commercial NF-270 polysulfone membrane was used as the support layer. A polyamide (PA) layer was synthesized on the NF-270 using the interfacial polymerization method with m-phenylenediamine (MPD) and trimesoyl chloride (TMC) monomers. ZSM-5 was prepared and incorporated into the polymeric membranes at different loadings (0.68%, 0.90%, 1.13%, 1.56%) to produce composite membranes, which were then characterized. Structural analyses were performed using X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR); thermal behavior was examined with thermogravimetric analysis (TGA), and particle sizes were determined by dynamic light scattering (DLS). The surface hydrophilicity of the ZSM-5 membranes was evaluated through contact angle measurements. The water flux and salt rejection performance of the membranes were tested using an RO system. Pure water permeability tests were carried out at 10 and 20 bar, followed by tests with 2000 ppm NaCl and 2000 ppm Na₂SO₄ solutions under the same conditions. The composite membrane with the highest salt rejection capacity, high thermal stability, and pressure resistance was identified. As a result, it was concluded that ZSM-5-incorporated membranes can be effectively used in RO systems.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    439449

    Simultaneous salt and boron removal from seawater using reverse osmosis process

    Ters osmoz prosesi kullanarak deniz suyundan eşzamanlı bor ve tuz giderme

    SÜER KÜRKLÜ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ

  2. Tez No

    496392

    Fabrication and characterization of multilayer TiO2 membranes with hierarchically porous structure

    Hiyerarşik gözenekli yapılı çok katmanlı TiO2 membranların üretimi ve karakterizasyonu

    MERVE BULDU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER

  3. Tez No

    621692

    Corrosion protection of mild steel in cooling water systems with green polymeric inhibitors

    Çevreci polimerik korozyon inhibitörleri ile soğutma sistemlerinde çelik malzemenin korozyonunun önlenmesi

    İPEK ÖZTÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESMA SEZER

  4. Tez No

    1003649

    İğde çekirdeği unu ve kalsit katkılı geri dönüştürülmüş abs hibrit kompozitlerin yüzer güneş enerji santrali uygulamaları için mekanik davranışının incelenmesi

    Investigation of the mechanical behavior of oleaster seed flour and calcite added recycled abs hybrid composites for floating solar energy power plant applications

    MUSTAFA AKYOL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    EnerjiAmasya Üniversitesi

    Yenilenebilir Enerji ve Uygulamaları Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KAZAN

  5. Tez No

    557652

    Preparation of poly(N-tris[hydroxymethyl]methyl acrylamide) based hydrogels and composites for removal of boron from aqueous solutions

    Sulu çözeltilerden bor giderilmesi için poli(N-tris[hidroksimetil]metil akrilamid) bazlı hidrojel ve kompozitlerin hazırlanması

    SARE NAZ ÇİFTÇİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL

Geri Dön