Nanoboyutlu malzeme dolgulu hidrofilik membran geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of nanomaterial-filled hydrophilic membrane
Yazar: BERK TIRNAKÇI
Danışman: DOÇ. DR. YAVUZ SALT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Hidrofilik membran = Hydrophilic membrane ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polimerik membranlar = Polymeric membranes

Özet:
Membran teknolojisi birçok avantajı sayesinde diğer ayırma işlemlerine alternatif olabilmektedir. Bu avantajlar; düşük enerji tüketimi, kolay kapasite artışı, sürekli ayırma, diğer ayrılma işlemlerine kolay adaptasyon olarak sıralanabilir. Su arıtımı alanında kullanıma uygun, mevcut membranlar; düşük geçirgenlik ve seçicilik seviyesi ile kirliliğe karşı düşük direnç gibi bazı dezavantajlara sahiptir. Polimerik malzemeleri nanomalzemelerle birleştirerek üretilen yeni bir membran sınıfı olan nanokompozit membranlar bu zorluklara umut verici çözümler sunabilmektedir. Polimer nanokompozit membranlar, polimer matrise dağıtılmış nanomalzemeler ile geliştirilmiş membranlardır. Gelişmiş nanokompozit membranlar, yapı ve fizikokimyasal özellikleri (hidrofiliklik, gözeneklilik, yük yoğunluğu ve termal kararlılık) ayarlayarak ve benzersiz işlevler (antibakteriyel, fotokatalitik veya adsorpsiyon özellikleri) sağlayıp belirli su arıtma uygulamalarında ortaya çıkabilecek olan olumsuzlukları giderme kapasitesine sahiptir.
Bu çalışma kapsamında; sentetik deniz suyunun tuzdan arındırılması için poli (vinil alkol) polimer nanokompozit membranlar, çözelti-döküm yöntemi ile hazırlanmıştır. Çeşitli nanomalzeme dolgulu membranlar hazırlanarak, farklı sıcaklıklarda sorpsiyon verileri elde edilmiş, bu veriler homojen PVA membran ile karşılaştırılmıştır. Çapraz bağlayıcı olarak glutaraldehit kullanı lmış olup, desalinasyon çalışmaları pervaporasyon sisteminde gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Membrane technology can be an alternative to other separation processes due to its many advantages. These advantages are; low energy consumption, easy capacity increase, continuous separation, easy adaptation to other separations in hybrid uses, no special requirements. Existing membranes for water treatment, typically polymeric in nature, are still restricted by several challenges including the trade-off relationship between permeability and selectivity and low resistance to fouling. Nanocomposite membranes, a new class of membranes fabricated by combining polymeric materials with nanomaterials, are emerging as a promising solution to these challenges. The advanced nanocomposite membranes could be designed to meet specific water treatment applications by tuning their structure and physicochemical properties (e.g. hydrophilicity, porosity, charge density, and thermal and mechanical stability) and introducing unique functionalities (e.g. antibacterial, photocatalytic or adsorptive capabilities). Polymer-matrix nanocomposite membranes are advanced membranes with nanomaterials dispersed in their polymer matrices. Sodium alginate, a hydrophilic natural polymer has been extensively studied for a wide variety of biological applications due to its low cost, biocompatibility, biodegradability, and ease of chemical derivatization.