Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÖZLEM YERCİ
Danışman: Sennur Deniz
Özet:
Günümüzde, gaz karışımlarından H2 ve CO2’in ayrılmasında membran
teknolojilerinin kullanımına olan ilgi ve çalışmalar hızla artmaktadır. Çalışmaların
çoğunun amacı ayrılmak istenen gaza yüksek seçicilik ve geçirgenlik gösteren yeni
ve özellikle biyobozunur polimer matrisli membran materyallerinin ve yapılarının
geliştirilmesidir.
Bu tez çalışmasında, polimer matris olarak poli (laktik asit) (PLA) ve
polikaprolakton (PCL) biyobozunur polimerleri tercih edilmiştir. Polimer-çözücü
etkileşiminden dolayı membran morfolojisine, mekanik dayanımına ve gaz
geçirgenliğine etkisini incelemek amacıyla iki farklı çözücü kullanılarak kloroform
ile PLA-K ve diklorometan ile PLA-D esaslı membranlar hazırlanmıştır.
Membranların H2 geçirgenliği özelliğini belirlemek ve geçirgenlik değerini
arttırmak amacıyla PLA membran matrisine nano boyutlu katkı maddeleri
eklenerek PLA esaslı karışık matris membranlar hazırlanmıştır. Polimer
zincirlerinin yerleşimi ve nanopartiküller ile etkileşimini iyileştirmek amacıyla
polietilen glikol (PEG) katkı maddesi olarak eklenmiştir ve gaz geçirgenliğine
etkisi araştırılmıştır. PLA esaslı membranların gaz ayırma özelliklerini ve performansını arttırmak amacıyla iki farklı bakır esaslı MOF (CuMOF ve
CuMOF@GO) nanokristalleri sentezlenmiştir ve polimer matrise eklenerek
PLA/CuMOF ve PLA/CuMOF@GO karışık matris membranlar hazırlanmıştır.
CuMOF yapılarının karışık matris membranların gaz ayırma özelliklerine ve
morfolojisine etkileri araştırılmıştır. İki farklı biyobozunur polimerin gaz
geçirgenlik özelliklerini incelemek amacıyla PLA/PCL karışım membranları
hazırlanmıştır. Tüm membranların hidrojen, azot, metan ve karbon dioksit gazları
için geçirgenlik ölçümleri yapılarak geçirgenlik parametreleri ölçülmüştür ve
seçicilikleri hesaplanmıştır. Gaz geçirgenlik ölçümleri, sabit 3 bar besleme basıncı
ve 35 °C sabit sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. PLA polimer zincirleri ile CuMOF
nanokristalleri arasında etkileşimin, eklenen PEG katkısının ve membran
hazırlamada kullanılan çözücülerin membranların gaz ayırma özelliklerine etkileri
araştırılmıştır. Membranların morfolojileri ve CuMOF yapılarının
karakterizasyonu FTIR, XRD, SEM ve BET analizleri ile yapılmıştır. PLA
membranlarının H2 geçirgenlikleri CuMOF içeren membranlarda %63,95
azalırken, CO2 geçirgenlikleri %199,48 oranında artmıştır. Çözücü olarak
diklorometan ile hazırlanan membranların H2 geçirgenliklerinin kloroform ile
hazırlanan membrana göre daha yüksek olduğu anlaşılmıştır. PLA ve PCL
membranların H2 ve CO2 ayırmada kullanım potansiyeline sahip olduğu
belirlenmiştir.