Pvdf-metaloksit kompozit membranların filtrasyon özelliklerinin ve benzil alkol yükseltgenme reaksiyonlarında katalitik performanslarının incelenmesi
Investigation of catalytic performance in benzyl alcohol oxidation reactions and filtration properties of pvdf-metal oxide composite membranes
- Tez No: 413474
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL EREN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Benzil alkol, Filtrasyon, Filtreleme, Katalizörler, Kompozit polimerler, Membranlar, Metal oksit katalizörü, Oksidasyon, Yükseltgenme, Benzyl alcohol, Filtration, Catalysts, Composite polymers, Membranes, Metal oxide catalyst, Oxidation
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dumlupınar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada metaloksit-PVDF kompozit membranların hazırlanması ve karakterizasyonu yapılmıştır. Örneklerin kataliz ve filtrasyon işlemlerinde kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. TiO2, Fe3O4 ve MnO2'nin (Birnesit) %14'lük PVDF'ye (DMF çözeltisinde, k/k) eklenmesiyle elde edilen karışım, 300 μm kalınlığında dağıtılmış ve faz dönüşümü yöntemiyle %0,5, 1, 2, 4, 6, 8, 10 oranında katkılı kompozit membranlar elde edilmiştir. Örneklerin karakterizasyonları XRD, FT-IR, TG-DTA, SEM ve temas açısı teknikleri kullanılarak yapılmıştır. IR sonuçlarından artan katı oranıyla PVDF'nin α-fazının kaybolduğu görülmüştür. %6, 8, 10 oranında katı içeren örneklerin SEM görüntülerinden parmaksı yapıların daraldığı anlaşılmıştır. Katının katalitik etkisinden dolayı sıcaklık artışıyla birlikte polimerin bozunması hızlanmıştır. Ham PVDF'nin, TiO2-P, Fe3O4-P ve MnO2-P'nin bozunma sıcaklıkları sırasıyla 470, 333, 412 ve 460 ºC'dir. Ham PVDF ve kompozitlerin temas açıları sırasıyla 74,0º, 52,0º, 41,5º ve 62,0º ölçülmüştür. Benzil alkol oksidasyonunda örneklerin katalitik aktiviteleri mikrodalga ortamında (8 dk, 500 W) 1/1 alkol/peroksit oranında incelenmiştir. TiO2-P, Fe3O4-P ve MnO2-P ile en yüksek dönüşüm %93,8, 99,2 ve 90,7; benzaldehit seçiciliği ise %45,4, 66,4 ve 67,8'dir. MnO2-P ile metanol çözücüsünde 2-fenilbenzimidazol verimi %80'dir. Ham PVDF, %4 TiO2-P, %2 Fe3O4-P ve %4 MnO2-P'nin 2 bar basınçta saf su akış değerleri (SA) sırasıyla 62, 99, 94 ve 80 L/m2.sa'dır. En iyi BSA dışlama verimi pH=3 ve 7,4'de elde edilmiştir. Akrilik asit aşılanmış PVDF örneklerinin SA değerleri azalırken, BSA dışlama oranları artmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, preparation and characterization of metal oxide-PVDF composite membranes were conducted. Usability of samples in catalysis and filtration were investigated. The mixture of TiO2, Fe3O4 and MnO2 (Birnessite) with 14% PVDF (in DMF, w/w) was casted in 300 μm ticknes and composite membranes with 0.5%, 1, 2, 4, 6, 8, 10 additives were obtained by phase inversion method. Characterisation of samples were performed by XRD, FT-IR, TG-DTA, SEM and contact angle measurements. From IR results it was observed that α-phases of PVDF disappeared with increasing amount of additives. From SEM images of samples contain 6%, 8, 10 solid, it was concluded that finger-like structures narrowed. Due to catalytic effect of solid, decomposition of polymer fastened with increasing temperature. Decomposition temperatures of raw PVDF, TiO2-P, Fe3O4-P and MnO2-P were 470, 333, 412 and 460 ºC, respectively. Contact angles of raw PVDF and composites were measured as 74.0º, 52.0º, 41.5º and 62.0º respectively. Catalytic activity of samples on benzyl alcohol oxidation was investigated at microwave oven (8 min, 500W) with 1/1 alcohol/peroxide ratio. The highest conversion and benzaldehyde selectivity with TiO2-P, Fe3O4-P and MnO2-P were 93.8%, 99.2, 90.7 and 45.4%, 66.4, 67.8 respectively. Yield of 2-phenylbenzimidazol with MnO2-P was 80% in methanol. Pure water flux (PWF) of raw PVDF, 4% TiO2-P, 2% Fe3O4-P and 4% MnO2-P were 62, 99, 94 and 80 L/m2.h at 2 bar. The best BSA rejection was recorded at 3 and 7.4 pH values. PWF for acrylic acid grafted PVDF membranes decreased while BSA rejection increased.
Benzer Tezler
- Yüksek performanslı doğrudan metanol yakıt hücreleri için elektrolit-elektrot bileşenlerinin araştırılması
Investigation of electrolyte-electrode components for high-performance direct methanol fuel cells
GÖKNUR DÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Enhancing permeability and antifouling behavior of polyvinyl chloride ultrafiltration membrane embedded with cucr NLDH/graphene oxide
Cucr nano katmanlı çift hidroksit/grafen oksit katkılı polivinil klorür ultrafiltrasyon memranının akı ve tıkanma engelleyici özelliklerinin geliştirilmesi
SEYEDALI NAZIRI MEHRABANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİHTER ZEYTUNCU GÖKOĞLU
- Lityum iyon sonrası batarya sistemleri için katı elektrolitlerin geliştirilmesi
Development of solid electrolytes for post-lithium-ion battery systems
MUSTAFA ÇELİK
Doktora
Türkçe
2026
EnerjiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRUL ÇETİNKAYA
- Suda çözünen polifosfazen esaslı kompozit iletken polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve lityum iyon bataryalarda bağlayıcı olarak kullanım özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of water-soluble polyphosphazene-based composite conductive polymers and investigation of their application as binder in lithium ion batteries
EMRE GÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERDA HACIVELİOĞLU
- Nanofibrous nanocomposites via electrospinning
Elektroeğirme ile nanofibril yapılı nanokompozitler
ALİ EKREM DENİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. SALİM ÇIRACI
YRD. DOÇ. DR. TAMER UYAR