Grafen Oksit Ve Polimer Esaslı Nanokompozit Membranların Nefes Figürü Yöntemi Ile Üretilmesi

Date

2017

Author

Kalıpçılar, Halil
Bat, Erhan
Çulfaz Emecen, Pınar Zeynep

Metadata

Show full item record

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Item Usage Stats

11
views

219
downloads

Cite This

Gözenekli polimerler son yıllarda gaz depolamadan katalize, ayırma süreçlerindenbiyomalzemelere kadar uzanan çok çeşitli alanlarda kullanılmaya başlanmıştır. Bu alanlardanbiri olan ayırma süreçlerine endüstriyel üretimde, doğanın korunmasında ve hatta böbrekrahatsızlıkları gibi bir takım sağlık sorunları ile başa çıkma gibi birçok alanda ihtiyaçduyulmaktadır. Ayırma süreçleri arasında membranla ayırma enerji verimliliği ve düşükmaliyeti sayesinde gittikçe yaygınlaşan bir yöntemdir. Bu projede, en kullanışlı ve düşükmaliyetli gözenekli polimer elde etme yöntemlerinden biri olan nefes figürü yöntemikullanılarak grafen oksit ve polimer esaslı nanokompozit membranların üretimi amaçlanmıştır.Nefes figürü yönteminde gözenekli polimer elde etmek için organik bir çözücüde çözünmüşpolimer çözeltisi (örneğin üzerine nemli hava gönderilerek) nemli ortamda tutulmaktadır.Çözeltideki organik çözücünün buharlaşması ile yüzey sıcaklığında bir düşme gerçekleşir.Bunun sonucunda da çözelti üzerine yollanan nemli hava içerisindeki su çözelti-havaarayüzünde yoğuşur ve yüzeyde dinamik bir şablon görevi gören damlacıklar oluşur. Buyoğuşma sonucu oluşan damlacıklar uygun süreç değişkenleri seçilmesi durumunda düzenlibir dizilim göstermekte ve organik çözücü tamamen buharlaştıktan sonra bal peteğidüzeninde, altıgen dizi şeklinde gözenek yapısına sahip gözenekli polimerler eldeedilebilmektedir.Önerilen araştırmada nefes figürü tekniği kullanılarak gaz ayırmaya yönelik vemikrofiltrasyona yönelik mikroelek yapısında polimer-grafen oksit esaslı iki farklınanokompozit membran üretilmesi planlanmıştır. Membran üretiminde grafen oksitkullanılması i) membranın mukavemetinin arttırılması, ii) su damlacıklarının stabilizasyonu ilegözenek boyutunun kontrolü ve iii) grafen oksitin yapısının değiştirilmesi ile seçiciliğin kontrolügibi avantajları beraberinde getirmektedir. Nefes figürü tekniği ile grafen oksit-polimernanokompozit membranların üretimi de literatüre özgün bir katkı olma özelliği taşımaktadır.Bu membranların üretiminde yüzey alanının ençoklaştırılması ve kabuk tabakanın mümkünolduğunca inceltilmesini sağlayan süreç değişkenleri incelenmiştir.Mikroelek yapısındaki membranlarda polietilen glikol aşılanmış grafen oksitin yüzey aktifmadde olarak kullanılması ve gözenek boyutunun tekil dağılımlı olması amaçlanmıştır. Busayede yüksek akı, düşük kirlenme özelliği gösteren membranlar üretilmesi hedeflenmiştir.Polietilen glikol moleküllerinin hidrofilik özelliklerinden dolayı gözenek çeperinde toplanmasıbeklendiğinden elde edilecek mikroeleklerin kirlenme direncinin yüksek olacağıöngörülmüştür. Ayrıca mikroelek yapısında bulunacak grafen oksit sayesinde mekaniközelliklerin de olumlu yönde gelişmesi planlanmıştır. Yukarıda bahsedilen avantajlarınarağmen, nefes figürü yöntemi ile mikroelek üretiminde polimer aşılanmış grafen oksit henüzkullanılmamıştır. Grafen oksit içeren nanokompozit yapılı polimer mikroeleklerin ?tracketched? ve silikon esaslı mikroeleklere göre üstün özellikleri ve düşük maliyeti olmasıbeklenmektedir. Elde edilen mikroeleklerin mikrofiltrasyona uygunluğu model sistemlerledeğerlendirilmiştir.Her iki uygulamaya yönelik membranların üretiminde bağıl nem oranı, hava akış hızı,polimer/grafen oksit derişimi, substrat türü gibi değişkenlerin elde edilen yapılara etkisiincelenmiştir. Bu projede geliştirilen süreçlerin hem gaz ayırma hem de mikrofiltrasyonalanlarında önemli ilerlemeler sağlamıştır ve elde edilen sonuçların yakın gelecekte ürüneyönelik çalışmalara öncül nitelikte olacağı öngörülmektedir.

Subject Keywords

Malzeme Bilimleri, Kompozitler, Nanobilim ve Nanoteknoloji, Polimer Bilimi

URI

https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRrNE16YzM
https://hdl.handle.net/11511/49863

Collections

Department of Chemical Engineering, Project and Design