Jelleşme banyosu bileşimi ve polimer hacim oranının selüloz asetat (CA) membranların ters ozmoz performansına etkisi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2007
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Asimetri, selüloz asetat membran, ters ozmoz, jelleşme banyosu, makro gözenek.;Asymmetry, cellulose acetate membrane, reverse osmosis, gelation bath, macro pores.;Bu tezde, asimetrik sentetik polimerik membran üretim yöntemlerinden biri olan çözücü buharlaştırma sürecinin ve jelleşme banyosu içeriğinin elde edilen membran yapısı ve ters ozmoz (TO) başarımına olan etkisi araştırılmıştır. Üretim parametreleri, istenen ayırma seviyelerini yakalamak açısından çok önemlidir. Membran gözenek yapısı, elde edilen membran başarımlarını doğrudan etkiler. Polimer çözeltisinden film çekme adımından sonra gelen çözücü buharlaştırma adımı TO membranlarının en önemli özelliği olan asimetrik yapının oluşmasından sorumludur. Buharlaştırma adımının ardından gelen jelleşme adımı, membranın geçirgenliğini etkileyen destek tabakası gözenek yapısının oluşumundan ve membranın mekanik dayanımının varlığından sorumludur. Membranlar hazırlanırken selüloz asetat, polimer, aseton, çözücü, formamid gözenek yapıcı olarak kullanılmıştır. Çözmeyen (NS) olarak ise su (NS1) ve gliserin (NS2) kullanılmıştır. Membranlar kesikli olarak hazırlanmıştır. Bu çalışmada öncelikle, çeşitli buharlaştırma sürelerinde membranlar üretilmiş ve yüksek basınçlı TO test düzeneğinde denenerek en iyi buharlaştırma süresi belirlenmiştir. Daha sonra, jelleşme banyosu içeriğinin membran gözenek yapısına etkisini gözlemek için, belirlenen buharlaştırma süresinde hazırlanan membranlar değişik çözmeyen banyolarında jelleştirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, su, tek başına çözmeyen olarak kullanılmıştır. Jelleşme, 90 dakika süre ile 1?C sıcaklıkta gerçekleştirilmiş, oluşan membranlar 86?C sıcaklıkta 6 dakika boyunca tavlanmıştır. Buharlaştırma süresi 15 ile 130 saniye arasında değiştirilerek yapılan deneylerin sonucunda, en iyi buharlaştırma süresi olarak %96.56 tuz giderim başarımına sahip membranların elde edildiği 110 saniyelik süre seçilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında en uygun olarak belirlenen 110 saniyelik buharlaştırma süresi sabit tutularak, çözmeyen olarak, hacmen %25-50-75-100 gliserin içeren, gliserin-su karışımları kullanılmıştır. Jelleşme banyosu içeriği aynı zamanda tavlama banyosu içeriği olarak kullanılmıştır. Jelleşme adımı 25?C sıcaklıkta, gliserinin erime noktası olan 17.8?C sıcaklığın üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bilgimiz dahilinde literatürde bugüne kadar selüloz asetat ters ozmoz membranların üretiminde çözmeyen olarak kullanılmamıştır. Membranların yapısal analizleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılarak yapılmıştır. Membran gözenek yapısı, SEM fotoğraflarından yararlanılarak incelenmiştir. Denenen tüm buharlaştırma süreçleri sonucunda elde edilen membranlarda, makro gözenek yapılarının oluştuğu SEM fotoğraflarından tespit edilmiştir. Ancak, buharlaştırma süresi artarken makro gözenek çaplarının küçüldüğü ve makro gözeneklerin aktif tabaka yüzeyine yaklaştıkları görülmüştür. Etken ve destek tabakaların yüzeyleri AFM görüntüleri ile gözlenmiştir. Etken tabaka incelenirken, buharlaştırma süresi arttıkça, SEM görüntülerinde de görülen etken yüzeye yaklaşan makro gözeneklerin, yüzey pürüzlülüğünün de arttığı tespit edilmiştir. Destek tabaka incelenirken ise, buharlaştırma süresi artırılırken daha küçük gözenekli yapıya sahip membranların elde edildiği görülmüştür.
Açıklama
Araştırma Projesi -- Ege Üniversitesi, 2007
