Polimer matriksli kompozit membranların hazırlanması, karakterizasyonu ve nükleer teknolojide uygulanabilirliklerinin incelenmesi
Preparation, characterization of composite membranes of polymer matrix and their applicability at nuclear technology
Yazar: HASAN AYHAN AYCAN
Danışman: PROF. DR. SEMA AKYIL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Membranlardaki son gelişmeler, ayırma ve kimyasal reaksiyon uygulamaları için materyallerde önemli bir gelişme olduğunu göstermiştir. Endüstride, tıpta, laboratuar çalışmalarında, nükleer teknolojide ve günlük hayatta membranlardan yararlanılmaktadır.Bu çalışmanın amacı, sulu çözeltilerden uranyumun uzaklaştırılması için kompozit filtrasyon membranları geliştirmek ve membran performansına membran hazırlamanın ve proses parametrelerinin etkisini incelemektir.Kompozit filtrasyon membranların hazırlanmasında destek materyali olarak iki farklı polimer ve aktif materyal olarak iki farklı inorganik madde kullanılmıştır. Polimer materyaller için uygun çözücüler tespit edildikten sonra poliakrilonitril (PAN)/Zeolit, PAN/titanyum oksit (TiO), polietilen (PE)/zeolit ve PE/TiO olmak üzere dört farklı membran türü oluşturulmuştur. Membranların hazırlanmasına polimer/inorganik oranın, çözelti viskzozitesinin ve uyumlaştırıcı miktarının etkisi incelenmiştir. Her bir membranın su geçirgenlikleri test edilmiştir. Membranlar SEM görüntüleri ve XRD diagramları ile de karakterize edilmiştir.Membranlar ile geçirgenlik ve sulu çözeltilerden uranyumun uzaklaştırılması filtrasyon denemeleri gerçekleştirilmiştir. Kompozit filtrasyon membranlardan geçirilen sulu çözeltideki uranyumun uzaklaştırılması, polimer ve inorganik arasındaki oranı, besleme çözeltisinin optimum pH'ı, besleme çözeltisi konsantrasyonu gibi çeşitli deneysel koşullar altında incelenmiştir.Kompozit membranlar ile belirlenen optimum koşullarda uranyum alım verimlerini arttırma çalışmaları yapılmıştır. Membranların uranyuma selektif organik madde emdirildikten sonra kullanılması, seri membran olarak kullanılması, diyaliz membran, membranın çift katlı kullanımı ve çoklu metal ortamında kullanılması ile çalışmalar yapılmıştır. Membranların seri bağlı olarak kullanılmasının uranyum alım verimliliğini arttırdığı görülmüştür.Uranyumun giderilme denemelerinde kullanılan dört farklı membran türünden, farklı sıyırma çözeltileri kullanılarak uranyumun geri alma verimleri incelenmiştir.Anahtar Sözcükler: Uranyum, Polimer, Zeolit, Titanyum oksit, Geçirgenlik, Giderim, Kompozit Filtrasyon Membranları.

Abstract:
Final developments in membranes have shown an important development in materials for separation and applications of chemical reaction. Membranes are used at industry, medicine, laboratory studies, daily life and nuclear technology.The aim of this study is to develop composite filtration membranes to remove of uranium from aqueous solutions and to investigate the effect of preparation of membrane and the performance of membrane process parameters.Two different types of polymer as supporting materials and two types of inorganic as active materials have been used at the preparation of composite filtration membranes. After the determination of suitable solutions for polymer materials, four different types of membranes such as polyacrilonitrile (PAN)/zeolite, PAN/titanium oxide (TiO), polyethylene (PE)/zeolite and PE/TiO have been formed. The effects of polymer/inorganic proportion, viscosity and adaptadaptation on the preparation of membranes have been searched. Each membrane was tested for water permeability. Membranes were characterized by SEM images and XRD patterns.The filtration experiments have been realized for the permeability of membranes and removing of uranium from aqueous solutions at the Nuclepore apparatus. The remove of uranium from aqueous solution using composite filtration membranes have been examined under experimental conditions such as the proportion of polymer and inorganic, the optimum pH of the feed solution and the concentration of the feed solution.The studies for increasing of uranium yield have been realized in determined optimum conditions of composite membranes. Membranes using as serial membranes, dialysis membrane, impregnated into selective organic materials for uranium, double layer and remove of multi metal studies have been tested. It has been seen that using serial bounded of membranes causes to the increase of uranium yield.Uranium stripping experiments from four different membrane types which are used in experiments for removing of uranium was investigated by different stripping solutions.Key Words: Uranium, Polymer, Zeolite, Titanium Oxide, Permeability, Removal, Membrane of Composite Filtration