Polyelectrolyte multilayer membranes for micropollutant/salt separations
Mikrokirletici/tuz ayırma için polielektrolit çok katmanlı membranlar
- Tez No: 996284
- Danışmanlar: Prof. Dr. PINAR ZEYNEP ÇULFAZ EMECEN, Prof. Dr. İREM EREL GÖKTEPE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Polielektrolit çok katmanlı membranlar (PEMM'ler) mikrokirletici giderimi için umut verici teknolojiler olarak giderek daha fazla kabul görürken, bu çalışma bu membranların eser derişimlerde bulunan mikrokirleticileri deriştirme kapasitelerini incelemektedir. Bu tezde, faz dönüşümü yöntemi kullanılarak polietersülfon (PES) ve sülfonlanmış PES'ten düz tabaka ve kovuklu elyaf destekler membranları üretilmiştir. Bu destekler daha sonra, zıt yüklü polielektrolitlerin—Poli-(dihallildimetilamonyum klorür) (PDADMAC)/ poli(4-stiren sülfonat) (PSS) (L1) ve poli(allilamin hidroklorür) (PAH)/PSS (L2)—katman katman biriktirilmesi yoluyla kaplanmış; ayrıca dallanmış polietilenimin (BPEI) astar tabakası ve glutaraldehit çapraz bağlama gibi ek modifikasyonlar uygulanmıştır. Destek türünün, polielektrolit çiftinin ve çok katmanlı modifikasyonun performans üzerindeki etkisi sistematik olarak değerlendirilmiştir. Kovuklu elyaf PEMM'ler, düz tabakalara kıyasla daha yoğun seçici tabakalar oluşturmuş, bu da daha düşük moleküler ağırlık kesme sınıtı (MWCO) ve daha iyi nanofiltrasyon performansı ile sonuçlanmıştır. L2 çok katmanlı membranlar, PAH'ın daha yüksek yük yoğunluğu nedeniyle L1 çok katmanlı membranlara göre daha yüksek direnç ve daha düşük MWCO değerleri (düz tabakalar için 440-580 Da; kovuklu elyaflar için 390-400 Da) sergilemiştir. BPEI ve çapraz bağlama modifikasyonları tabaka yoğunluğunu daha da artırmıştır. Giderimi sağlanan mikrokirleticiler arasında, indometasin sodyum (INDO), temel olarak en yüksek moleküler ağırlığa sahip olması nedeniyle en yüksek tutulma oranına sahip olmuştur. Düz tabaka L2 membranlar herhangi bir modifikasyon olmaksızın %98 INDO giderimi sağlarken, kovuklu elyaf L2 membranlar BPEI ve çapraz bağlama modifikasyonlarından sonra %98 INDO giderimine ulaşmıştır. Yüksek INDO giderimi (%98), kabul edilebilir tuz giderimleri (Na2SO4: %50, MgCl2: %86, MgSO4: %83) ve tekrarlanabilirlikleri nedeniyle, INDO deriştirme testlerini yürütmek için seçilen membranlar ile 84 kata kadar INDO deriştirmesi elde edilmiş olup, bu durum polielektrolik çok katmanlı membranların mikrokirletici deriştirme uygulamaları için güçlü potansiyellerini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Polyelectrolyte multilayer membranes (PEMMs) are increasingly recognized as promising technologies for micropollutant removal from water. This study examines their capacity to concentrate micropollutants from the trace concentrations they occur in water. Flat-sheet and hollow fiber supports were fabricated from polyethersulfone (PES) and sulfonated PES using phase inversion. These supports were subsequently coated via layer-by-layer assembly of oppositely charged polyelectrolytes, Poly-(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC)/ poly(4-styrene sulfonate) (PSS) (L1) and poly(allylamine hydrochloride) (PAH)/PSS (L2), with additional modifications including a branched polyethyleneimine (BPEI) primer layer and glutaraldehyde cross-linking. The influence of support type, polyelectrolyte pair, and multilayer modification on their performance was systematically evaluated. Hollow fiber PEMMs formed denser selective layers than flat-sheets, resulting in lower molecular weight cut-off (MWCO) and improved nanofiltration performance. L2 multilayer membranes exhibited higher resistance and lower MWCO values (440-580 Da for flat-sheets; 390-400 Da for hollow fibers) than L1 multilayer membranes due to the higher charge density of PAH. BPEI and cross-linking modifications further enhanced layer density. Among the tested micropollutants, indomethacin sodium (INDO) had the highest rejection primarily due to its higher molecular weight. Flat-sheet L2 membranes had 98% INDO rejection without any modification, while hollow fiber L2 membranes had 98% INDO rejection after the BPEI and cross-linking modifications. INDO concentrating tests were done with a selected membrane with high INDO rejection (98%), acceptable salts rejections (Na2SO4: 50%, MgCl2: 86%, MgSO4: 83%), and reproducible production, where 84-fold INDO concentration factor was achieved, demonstrating the strong potential of PEMM membranes for micropollutant concentration.
Benzer Tezler
- Yakıt hücreleri için tabakalı kaplama yöntemi ile polimer elektrolit membranların geliştirilmesi
Development of polymer electrolyte membranes by layer by layer (LBL) technique for fuel cell applications
SERPİL YILMAZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- İnce film kompozit membranların su arıtımında kirlenme özelliklerinin QCM-D tekniği ile araştırılması
Investigation of fouling properties of thin film composite membranes by QCM-D technique in water purification
EDA HAZAL BARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Polimerlerle yüzeyi modifiye edilmiş membranların akı ve tuz giderim davranışları
Flux and salt removal behaviours of the surface modified membranes by polymers
MERVE ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Lbl ince film membranların ters osmoz performanslarının incelenmesi
Investigation of the reverse osmosis performances of lbl thin film membranes
AYÇA ERGÜN O
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- New polysiloxane based salt-in-polymer electrolytes
Başlık çevirisi yok
YUNUS KARATAŞ
Doktora
İngilizce
2006
KimyaWestfalısche Wılhelms-Unıversıtat MunsterKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANS-DIETER WIEMHÖFER