İzopropanol/su karışımlarının ayrılmasına yönelik karışık matris membranların hazırlanması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HELİN DİLDA FİDANBOY
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): İnci Salt
Eş Danışman: Yavuz Salt
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Membranlar, iki faz arasında seçici bir bariyer görevi gören ve maddelerin taşınımını düzenleyen bir ara fazdır. Son yıllarda, membran prosesleri gaz veya sıvı karışımların ayrılması, su ve atık su akımlarının muamelesi ve desalinasyon gibi bir çok endüstriyel uygulamada sıklıkla tercih edilen bir yöntem haline gelmiştir. Azeotropik karışımların ayrılmasında birçok avantajı olan pervaporasyon membran prosesi, distilasyon ve buharlaştırma gibi geleneksel ayırma proseslerine göre daha düşük maliyete sahip, yüksek verimlilik sağlayan, aynı zamanda enerji açısından da oldukça verimli bir ayırma prosesidir. Ayrıca pervaporasyon, organik/su karışımlarının dehidrasyonu, sudaki organik bileşenlerin geri kazanılması ve organik-organik karışımların ayrılması için de kullanılabilmektedir. Hidrofobik ve elastik bir polimer olan poli(dimetilsiloksan) (PDMS), organik/su karışımlarından çözücü geri kazanımı için yaygın olarak kullanılmaktadır. Poli(vinilalkol) (PVA), maliyetinin düşük olması ve iyi bir stabiliteye sahip olması nedeniyle tercih edilmektedir. PVA, yarı kristalin ve suda çözünebilen bir polimer olup, organik/su karışımlarının dehidrasyonu ve saflaştırılmasında membran malzemesi olarak kullanılabilmektedir. İzopropanolün dezenfektanlar, farmasötikler ve çözücüler gibi çeşitli uygulama alanları mevcuttur. İzopropanol karışımlarının ayrılması, izopropanolün diğer moleküllerle azeotropik bir karışım oluşturma eğiliminden dolayı genellikle zor bir işlemdir. İzopropanol/su sistemi, minimum kaynama noktasına sahip azeotropun varlığı nedeniyle ideal değildir. Bu çalışmada, izopropanol/su karışımının dehidrasyonuna yönelik homojen PVA ve karışık matris PVA/TiO2 membranlar hazırlanırken, izopropanolün sulu karışımdan geri kazanımına yönelik homojen PDMS ve karışık matris PDMS/13X membranlar hazırlanmıştır. Pervaporasyonda kullanılan gözeneksiz membran boyunca taşınım, sorpsiyon-difüzyon-desorpsiyon adımlarından oluşan çözünme-difüzyon mekanizması ile açıklandığından, sorpsiyon verileri membran performansının değerlendirilmesinde önemlidir. Bu nedenle, hazırlanan PVA ve PDMS bazlı membranlar kullanılarak saf izopropanol, saf su ve izopropanol/su karışımlarında 30, 40 ve 50°C'de sorpsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiş ve membran-çözücü etkileşimleri değerlendirilmiştir. Hazırlanan karışık matris membranların yoğunlukları ölçülmüş ve FTIR, FESEM, TGA ve temas açısı analizleri yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: İzopropanol/su karışımı, membran, pervaporasyon, poli(dimetilsiloksan), poli(vinilalkol).