Sodyum klorür ve amonyum klorür tuz karışımının bipolar membranlı elektrodiyalizinde ürün saflığı ve proses performansı üzerine elektrolit türünün etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of electrolyte type on product purity and process performance in bipolar membrane electrodialysis of sodium chloride and ammonium chloride salt mixture
Yazar: LALE DURSUN
Danışman: PROF. DR. OSMAN NURİ ATA
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada üç odalı bir elektrodiyaliz hücresinde anyon değiştirici, katyon değiştirici ve bipolar membranlar kullanılarak amonyum klorür (NH4Cl) ve sodyum klorür (NaCl) çözeltisinden amonyak (NH3), sodyum hidroksit (NaOH) ve hidroklorik asit (HCl) üretilmektedir. Çalışmanın amacı, proses sırasında elektrolit olarak kullanılan sülfürik asit (H2SO4), NaCl, sodyum sülfat (Na2SO4) ve NaOH çözeltilerinin ürün oluşumuna ve ürün içerisindeki safsızlığa etkisini araştırmaktır.
Çalışmada, üretilen asit ve baz miktarı, ürün temelli tuz dönüşümü, membranlardan transfer olan iyonların akıları ve ürün saflığı performans parametreleri olarak belirlenmiştir. Kullanılan elektrolit türü ve konsantrasyonu ise bu çalışmanın deney parametreleridir. Dört farklı elektrolit türü için üç farklı konsantrasyon değeri (0,05M, 0,075M, 0,1M) denenmiştir.
Çalışmanın sonucunda, oluşan ürün miktarı, akı ve dönüşüm üzerine en etkili elektrolit türünün H2SO4, buna karşın ürün saflığı üzerine en etkili elektrolit türünün NaOH olduğu tespit edilmiştir. Genel olarak elektrolit türüne bakılmaksızın artan elektrolit konsantrasyonu ile tuz dönüşümünün arttığı ve ürünler içerisindeki safsızlığın azaldığı gözlenmiştir. Bir diğer önemli sonuç olarak, NaCl elektrolit çözeltisinin bipolar membranlara zarar verdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, ammonium chloride (NH4Cl) and sodium chloride (NaCl) solutions were employed to produce ammonia (NH3), sodium hydroxide (NaOH) and hydrochloric acid (HCl) by using anion exchange, cation exchange and bipolar membrane in a three chamber electrodialysis cell. The main aim of the study is to investigate the effects of sulfuric acid (H2SO4), NaCl, sodium sulfate (Na2SO4), and NaOH which are used as the electrolyte solutions during process on product formation and impurity in the products. 
In the present study, the amount of acid and base produced, the product-based salt conversion, the ion flux across membranes and the product purity were determined as performance parameters, while the type of electrolytes and concentrations are experimental parameters. Three different concentrations (0.05M, 0.075M, 0.1M) were tested for all electrolyte solutions.
The results of the study indicate that H2SO4 is the most effective electrolyte with respect to the amount of products, ion flux and salt conversion, while NaOH is the most effective electrolyte with respect to product purity. It was observed that increasing electrolyte concentration for all electrolytes causes to increase in salt conversion and to decrease in impurities in the products. It was determined as the other important result that NaCI damages the bipolar membranes.