rGO/β-CD membranların hazırlanması, karakterizasyonu ve akı performansının belirlenmesi
Preparation of rGO/β-CD membranes, characterization and determination of their flux performance
Yazar: EMİNE ÖZKAN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ÖZGÜR SAF
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: FTIR = FTIR ; Grafen oksit = Graphene oxide ; Membran filtrasyon tekniği = Membrane filtration technique ; Membranlar = Membranes

Özet:
Grafen esaslı membranların geliştirilmesi ayırma, arıtma ve tuz giderimi gibi birçok uygulamalar için oldukça önemlidir. Grafen membranların etkinliği iyi ayarlanmış nano kanallar ve yüksek su geçirgenliği ile tanımlanır. Grafenin kimyasal olarak kararlı türevi olan indirgenmiş grafen oksitin, enerji depolama ve su arıtma gibi alanlarda kullanımı son zamanlarda büyük ilgi çekmektedir.  
Bu çalışmada grafen oksitten çıkarak tek basamakta indirgenmiş grafen oksit/ beta-siklodekstrin (rGO/β-CD) sentezlenerek Raman ve FTIR ile karakterize edildi. Vakum filtrasyon tekniği ile MCE destek maddesi üzerinde farklı miktarlarda rGO/β-CD biriktirilerek farklı kalınlıkta membranlar hazırlandı. Hazırlanan membranların yüzeysel ve kesitsel morfolojileri FE-SEM ile incelendi. Hazırlanan membranların saf su akı performansı ile akıya kalınlık, basınç ve zamanın etkisi incelendi. Hazırlanan membranlardan en ince olanın en yüksek akıya (31.21 L/m2 hbar) sahip olduğu ve en yüksek akının da 5 barlık basınçta gerçekleştiği tespit edildi. 5 bar uygulama basıncındaki akıların zaman ilerledikçe keskin bir şekilde azaldığı ve 30 dk sonrasında stabil değerlere ulaştığı gözlendi. Bununa birlikte, 3 bar ve 1 bar uygulama basıncındaki saf su akılarının daha stabil olduğu görüldü.

Anahtar Kelimeler: Beta-siklodekstrin, İndirgenmiş grafen oksit, Membran filtrasyon, Saf su akısı

Abstract:
The development of graphene-based membranes is critical for many applications such as separation, refining and desalination. The efficiency of graphene membranes is defined by well-adjusted nano-channels and high water permeability. The use of reduced graphene oxide, which is a chemically stable derivative of graphene, in fields such as energy storage and water treatment has gained great interest recently.
In this study, reduced graphene oxide/beta-cyclodextrin (rGO/β-CD) was synthesized from graphene oxide in one step and characterized by Raman and FTIR. Membranes of different thickness were prepared by depositing different amounts of rGO/β-CD on the MCE support material with vacuum filtration technique. The surface and cross-sectional morphologies of the prepared membranes were examined by FE-SEM. The effect of thickness, pressure and time on the pure water flux performance of the prepared membranes was examined. It was determined that the thinnest membranes had the highest flux (31.21 L/ m2 hbar) and the highest flux occurred at 5 bar pressure. It was observed that fluxes at 5 bars decreased sharply as time progressed and reached stable values after 30 minutes. However, it was observed that pure water fluxes at 3 bar and 1 bar were more stable.

Keywords: Beta-cyclodextrin, Membrane filtration, Pure water flux, Reduced graphene oxide