Yeni Nesil Süperhidrofobik Kaplamaların Hazırlanması Ve Yağ/Su Ayırma İşlemlerindeki Kullanımları


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Ebru Aygül

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada yağ/su ayırma sistemlerinde kullanılabilecek süperhidrofobik/süperoleofilik pamuklu kumaşlar ve melamin süngerler hazırlanmıştır. Süperhidrofobik/süperoleofilik kumaşların hazırlanmasında SiO2 ve TiO2 nanoparçacıklar kullanılmıştır. Nanoparçacıklar ile pürüzlü hale getirilen kumaşlar Trikloro(oktadesil)silan (OTS) ile modifiye edilmiştir. Hazırlanan kumaşların yüzey morfolojisi ve elementel kompozisyonunun belirlenmesi için SEM-EDS kullanılmıştır. Süperhidrofobik/süperoleofilik kumaşların hekzan için emme kapasitesi %322,12 olarak hesaplanmıştır. Diklorometan ve kloroform ile yapılan yağ/su ayırma kapasitesi sonuçları sırasıyla %98,5 ve %96,5 olarak hesaplanmıştır. Kumaşların kendi kendine temizleme özelliğine bakılmış ve kumaşların 8° ve 20°'lik kayma açılarında su damlasının yüzeyleri ıslatmadan ayrıldığı görülmüştür. Çalışmanın ikinci kısmında ise üstün özellikleri nedeni ile melamin süngerler ön plana çıkmıştır. İlk olarak süngerler ileri modifikasyonlar için (3-Glisidiloksipropil)trimetoksisilan (GPMTS) ve (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES) ajanları ile modifiye edilmiştir. Daha sonra modifiye edilmiş melamin süngerlere, süngerlerin yüzey alanını ve nanopürüzlülüğünü artırmak için monodispers olarak sentezlenen SiO2 nanoparçacıklar bağlanmıştır. Son olarak GPTMS, APTES ve SiO2 ile modifiye edilmiş melamin süngerler OTS ile hidrofobik hale getirilmiştir. Hazırlanan modifiye süngerler X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve temas açısı ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Süngerlerin SEM ile yüzey topografileri görüntülenmiştir. Hazırlanan süperhidrofobik/süperoleofilik melamin süngerler (S-MS) farklı yağ ve organik çözücüler için kendi ağırlıklarının 4051 ile 14034 katı arasında değişen bir emme kapasitesi göstermiştir. Hazırlanan S-MS süngerlerinin DCM için ayırma kapasitesi %100 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca süngerler 10 mL hekzanı 120 sn toplamıştır. Süngerlerin mükemmel bir tekrar kullanılabilirlik sergiledikleri görülmüştür. Sonuç olarak yağ/su ayırma sistemleri için hazırlanması kolay, düşük maliyetli ve tekrar kullanılabilir süperhidrofobik/süperoleofilik melamin süngerler ve pamuklu kumaşlar başarı ile hazırlanmıştır.