Sulu çözeltiden yağ gideriminde kullanmak için polimerik kompozit malzeme üretimi
Production of polymeric composite material for oil removal from aqueous solution
Yazar: ECE ÖZPOĞDA
Danışman: PROF. DR. NEŞE ÖZTÜRK ; DOÇ. DR. CEYDA BİLGİÇ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Deniz yosunları = Seaweeds ; Marul = Lettuce ; Nanoselüloz = Nanocellulose ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol ; Selüloz = Cellulose

Özet:
Bu çalışmada, sulu çözeltiden yağ giderimi için, nanokristal selüloz (NKS) takviyeli, polimer matrisli (polivinil alkol (PVA)) nanokompozit malzemeler üretilmiştir. Çalışmada önce biyokütleden selüloz, daha sonra selülozdan nanokristal selüloz (NKS) hazırlanmıştır. Yağ gideriminde kullanılacak polimerik kompozit malzemenin çevre dostu, sürdürülebilir ve yenilenebilir özelliğe sahip olması amacıyla, selüloz eldesinde biyokütle olarak marul atığı (MR) ve deniz yosunu (DY) kullanılmıştır. Bitkisel atık maddelerden selülozlar ekstrakte edilmiştir. Sonrasında selülozlara çeşitli işlemler uygulanarak kristal forma (NKS) dönüştürülmüştür. Bir sonraki aşamada NKS'ler PVA polimeri ile birleştirilerek nanokompozit malzemeler üretilmiş ve yağ/su ayrımı için çeşitli testlerde kullanılmıştır. Son olarak da Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Ters Gaz Kromatografisi (TGK), X Işını kırınım dağılımı (XRD) yöntemi ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) analizleri sayesinde ham maddelerin, NKS'lerin ve kompozitlerin termal davranışları, kimyasal yapıları, morfolojik  ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Tüm bu analizlerin yanında yağ/su ve yağlı emülsiyonlar kullanılarak adsorpsiyon kapasitesi, damla testi, yağ damlalarının uzaklaştırılması testi ve ham maddelere de karakterizasyon testleri uygulanmıştır. 

Yapılan çalışmaların sonucunda yağlı atık suların arıtımı için geliştirilmek üzere biyobozunur, sürdürülebilir ve çevreye dost nanokompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Uygulanan analizler ve testler, nanokompozit malzeme üretiminde bitkisel atıklardan elde edilen nanoselülozların biyobozunur bir polimerde dolgu maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, nanocomposite materials with nanocrystalline cellulose (NCS) reinforced polymer matrix (polyvinyl alcohol (PVA)) were produced. In the study, cellulose was first prepared from biomass and then nanocrystalline cellulose (NKS) was prepared from cellulose. In order to make the polymeric composite material to be used in oil removal environmentally friendly, sustainable and renewable, lettuce waste (MR) and seaweed (DY) were used as biomass for cellulose production. Celluloses were extracted from plant waste materials. Then, celluloses were converted into crystalline form (NKS) by applying various processes. In the next step, NKSs were combined with PVA polymer to produce nanocomposite materials and used in various tests for oil/water separation. Finally, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Inverse Gas Chromatography (TGK), X-Ray diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM) analyses were used to investigate the thermal behavior, chemical structure, morphological and surface properties of the raw materials, NKSs and composites. In addition to all these analyses, adsorption test, drop test, oil drop removal test by using oil/water and oil emülsions and also characterization tests were applied to the raw materials by using oil/water and oily emulsions.

As a result of the studies, biodegradable, sustainable and environmentally friendly nanocomposite material was produced to be developed for the treatment of oily wastewater. Analyses and tests have shown that nanocelluloses obtained from plant wastes can be used as fillers in a biodegradable polymer in nanocomposite material production.