Separation of binary gas mixtures with zeolite polymer mixed matrix membranes
Polimer-zeolit kompozit membranları ile gaz çiftlerinin ayırımı
- Tez No: 35539
- Danışmanlar: PROF. DR. NURCAN BAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gaz ayırımları, karışık matrisli membran, polietersülfon membran, zeolit ve membran yapısı, Gaz ayrıştırma, Kompozitler, Membranlar, Polimerler, Zeolitler, Gas Separations, mixed matrix membrane, polyethersulfone membrane, zeolite, membrane morphology, Gas seperation, Composites, Membranes, Polymers, Zeolites
- Yıl: 1994
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz POLİMER-ZEOLİT KOMPOZIT MEMBRANLARI İLE GAZ ÇİFTLERİNİN AYIRIMI BATTAL, Turgut Yüksek Lisans Tezi, Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Nurcan Baç Yardımcı Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Levent Yılmaz Ağustos, 1994,76 sayfa Son yıllarda, gaz karışımlarının membranlar kullanılarak ayrılması önemli temel işlemlerden biri haline gelmiştir. Ancak bu tekniğin yaygınlaşması membran performanslarının (geçirgenlik ve seçicilik) yeterli seviyede olmaması ve operasyon koşullarındaki düşük mekanik ve kimyasal dayanıklıkları sebebiyle sınırlı kalmaktadır. Bugünlerde, membranlarda farklı polimer kimyaları ile yeni yapısal değişiklik uygulamaları büyük ilerleme kaydetmektedir. Bunların arasında iki farklı malzemenin matris oluşturduğu kompozit membran yapıları gelecek vaad etmektedir. Bu çalışmada, en uygun teknik geliştirilerek amorf camsı polimer olan polietersülfon ve hidrofilik zeolit 4A kullanılarak kompozit (karışık matrisli) yapıda membranlar hazırlanmıştır.Membran performansları, laboratuvar boyutunda gaz ayırım düzeneği yardımıyla ölçülmüştür. Saf polietersülfon filmi ve PES-4A karışık matrisli membranlar kullanılarak N2, CH4, Ar, O2, CO2, H2, gazlarının geçirgenlik katsayıları ölçülmüştür. Yapıya zeolit eklenmesiyle gaz geçirgenlik katsayıları ya değişmemiş ya da birçok durumda yükselmiştir. Aynı zamanda PES-4A membranlarm ayırım yeteneklerinin daha iyi olduğu gözlenmiştir. Gaz karışımlarının kendi aralarında ve/veya membran matrisi ile etkileşimlerini anlayabilmek için; C02/CH4, C02/Ar, H2/CH4 gaz çiftleri ile farklı kompozisyonlarda, saf polietersülfon filmi ve PES-4A membranı ile çalışılmıştır. Seçicilik ve geçirgenlik katsayıları, tek gazların geçirgenlik katsayılarından elde edilen ideal ayırım faktörü ile karşılaştırılmıştır. Saf polietersülfon membranda, farklı gaz kompozisyonları membranın ayırım performansını etkilemezken, zeolit-polimer karışımlı membranlarda, seçiciliğin gaz kompozisyonuna bağlı olduğu gözlenmiştir. Heterojen yapıdaki membran performanslarının gaz kompozisyonuna bağımlılığı, gaz-membran matrisi ve gaz-gaz-membran matrisi etkileşimlerinin önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT SEPARATION OF BINARY GAS MIXTURES WITH POLYMER-ZEOLITE MIXED MATRIX MEMBRANES BATTAL, Turgut M.S. Thesis in Chemical Engineering Supervisor: Prof.Dr. Nurcan Baç Co-supervisor: Assoc. Prof.Dr. Levent Yılmaz August, 1994, 76 pages One of the most exciting and significant unit operations introduced in recent years is the use of membranes to separate gaseous mixtures. However commercialization of this technique has been limited by low permeabilities and selectivities and by low mechanical and chemical resistance of membranes to operating conditions. Nowadays, the applications of new structural modifications to different polymer chemistries have shown great advances. One of the emerging membrane morphology with a future potential is mixed matrix membranes composed of two interpenetrating matrices of different materials. In this study, mixed matrix membranes of an amorphous glassy polymer (polyethersulfone) and hydrophilic zeolite (4A) were prepared. An elaborate membrane preparation technique that enables incorporation of high zeolite loading into the membrane was developed. inPerformance of membranes was tested by using laboratory scale gas separation apparatus. The permeation rates of N2, CH4, Ar, 02, C02, and H2 were evaluated through dense homogeneous PES membrane and PES-4A mixed matrix membrane. For the membrane with zeolite loading, gas permeabilities were either not changed or for most cases significantly improved. Thus, zeolite-filled membranes possess better separation characteristics relative to homogeneous dense membranes. In order to understand their interaction with each other and with membrane matrices, permeabilities and selectivities of C02/CH4, C02/Ar, H2/CH4 binaries as a function of gas composition were measured through dense homogeneous PES membrane and PES-4A mixed matrix membrane. Observed selectivity independence with respect to gas composition for dense homogeneous PES membrane indicates that, ternary interactions and factors like plasticization and gas fugacity do not affect gas permeation mechanism appreciably. However selectivities demonstrated a strong concentration dependency through PES-4A mixed matrix membrane. This indicates that, for mixed matrix membranes, the existence of a third component causes the gas molecules to interact with the heterogeneous membrane matrix, affecting selectivities. Selectivity dependency indicates the importance of gas-membrane matrix and gas-gas-membrane matrix interactions.
Benzer Tezler
- Membranlarla gaz ayırma
Gas separation by membranes
İSMAİL BÜLBÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. BİRGÜL TANTEKİN ERSOLMAZ
- Gördes klinoptilolit rezervinin NH4+ değişimi ve CO2 adsorbsiyonu yardımıyla karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
MAYK MIGIRDİÇ DİNDİSYAN
- Üç durumlu ikili gaz-sıvı örgü modellerinde kritik çizgilerin incelenmesi
Study of the critical lines in three statesbinary bas-liquid lattice models
MUSTAFA GENÇASLAN
Doktora
Türkçe
1995
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUSTAFA KESKİN
- Seperation of Benzene-methanol and xylene isomer mixtures by pervaporation
Başlık çevirisi yok
KAMİL BÜLENT BELBEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNER HORTAÇSU
- Pervaporasyon ile ipa/su ve MTBE/metil alkol azeotropik karışımlarının ayrılması
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER DURMAZ (HİLMİOĞLU)
Doktora
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTemel İşlemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMA TÜLBENTÇİ