Doğa ile uyumlu polimerik membran hazırlanması ve karakterize edilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: ESRA GÜLER

Danışman: GÜLSEN ASMAN

Özet:

Biyolojik çeşitliliği korumak, su, toprak ve hava kirliliğini önlemek, yenilenebilir kaynak kullanımını teşvik etmek amacıyla son yıllarda yeni sorunların ortaya çıkmasının önlenmesi ve mevcut sorunların giderilmesi amaçlanmış, doğa ile uyumlu sürdürülebilir malzeme ve proseslerin kullanımı dikkat çekici bir noktaya gelmiştir. Sunulan bu tez çalışmasında doğa ile uyumlu malzemelerden membran hazırlanmış, yeşil prosesler olarak anılan membran proseslerinden evapomasyon yöntemi kullanılarak çevre için tehdit teşkil eden uçucu organik bileşenlerden asetonun sulu çözeltilerden uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, yeşil kimya malzemelerinden olan nişasta kullanılarak membranlar hazırlanmış, biyolojik olarak uyumlu polimer olarak bilinen poli (vinil alkol) (PVA) hazırlanan membranlarda destek polimer olarak tercih edilmiştir. Membran kalınlığının, besleme derişiminin, çalışma sıcaklığı ve nişasta/PVA oranın aseton-su karışımlarından asetonun uzaklaştırılması üzerine etkileri incelenmiştir. Bunun yanı sıra nişasta/PVA membranlara nano-Gümüş (n-Ag) ve grafen oksit (GO) katkı maddeleri eklenerek kompozit membranlar hazırlanmış, n-Ag ve GO miktarının membranların ayırma performansı üzerine etkileri irdelenmiştir. Hazırlanan membranların karakterizasyonu Fourier Transform Infrared Spektroskopi (FTIR), Diferansiyel Tarama Kalorimetri (DSC), Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) kullanılmış; membranların şişme davranışları gravimetrik yöntemlerle belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda aseton-su karışımlarının ayrılması için en uygun sıcaklığın 40°C olduğu, nişasta/PVA membranlardan aktarımın Arrhenius eşitliğine uyum sağladığı ve aktarım aktivasyon enerjisinin (Ea) 88,6 kJ mol-1 olduğu tespit edildi. Suya karşı en yüksek seçici geçirgenlik nişasta/PVA/n-Ag kompozit membranlarla %3 (m/m) derişimindeki aseton-su çözeltileri için elde edildi ve üründeki su yüzdesi %99,7 olarak tespit edildi