Surface modified polyvinyl alchol membranes for water ethanol seperation via pervaporation
Yüzeyi modifiye edilmiş polivinil alkol membranlarının pervaporasyon yöntemiyle su-etanol ayırımının kullanılması
- Tez No: 65142
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖNER HORTAÇSU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Membranlar, Pervaporasyon, Polivinil alkol, Membranes, Pervaporation, Polyvinyl alcohol
- Yıl: 1997
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
IV ÖZET Bu çalışmada, etanol-su karışımlarını pervaporasyon yöntemiyle ayırmak için yeni membranlar üretilmiştir. Polivinil alkol çözeltilerinden döküm yöntemi ile oluşturulan membran glutaraldehid ile çapraz bağlanmıştır. Membranın su geçirgenliğini etanole göre artırmak için polivinil alkol membranlara maleik anhidridle yüzey modifikasyonu uygulanmıştır. Polivinil alkol (PVA) membranlar sırasıyla 100 mol vinil alkol için 0.5, 1, 1.5, 2 mol glutaraldehidle (GA) çapraz bağlanmıştır. Çapraz bağlanmayla modifiye olmuş PVA membranının seçiciliği ve su geçirgenliğinin değişmesi beklenmektedir. Membranlar tek hücreli pervaporasyon ünitesinde denenmiştir. Pervaporasyon deneylerinde ağırlıkça yüzde 88, 94, 97.5'lik etanol içeren besleme karışımları kullanılmıştır. Bu deneylerde, sıvı bileşiminin ve glutaraldehid miktarının geçirgenlik ve seçicilik üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ürünlerin analizi Karl-Fischer titrasyon yöntemi ile yapılmıştır. Glutaraldehid miktarını arttırdıkça heterojen yapıda membranlar elde edilmiştir. GA ile çapraz bağlanmış PVA membranı 189 su seçiciliği ve 336 g/m2-h geçirgenlik değerlerine sahiptir, öte yandan, çapraz bağlanmış ve yüzeyi modifiye olmuş membranlann daha yüksek seçicilik ancak daha düşük geçirgenlik değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Modifiye olmuş membranlar -COONa formuna %20'lik NaOH çözeltisi içinde bekletilerek dönüştürülmüştür. Na-modifiye olmuş PVA membranların su seçiciliği maleik anhidridle yüzey reaksiyonuyla ve geçirgenlik ise modifiye yüzeylerin Na formuna dönüştürülmesiyle arttırılmıştır. Sıvı bileşiminin geçirgenlik ve seçicilik üzerindeki etkisine de bakılmıştır. Beslemedeki su miktarı azaltıldığında yüzde 0.5 mol GA ile çapraz bağlanmış ve modifiye olmuş membranın daha düşük geçirgenlik ve seçicilik özelliklerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. -COONa formuna dönüştürülmüş modifiye edilmiş membranın geçirgenlikleri yüzde 88 etanol beslemesinde 323 g/m2-h, yüzde 94'de 520 g/m2-h, yüzde97.5'de 349 g/m2-h seçicilikleri ise 719, 626, 1305 olarak saptanmıştır. -COONa formuna dönüştürülmüş modifiye olmuş membranların geçirgenlik ve seçicilik özelliklerinin modifiye edilmiş membranlara göre çok daha iyi olduğu görülmüştür. Maleik anhidridle ve sodyum hidroksidle yüzey modifikasyonu yapılmış membranların su-etanol karışımlarından suyu ayırmak için kullanılmasının uygun olduğu ve bu şekilde pervaporasyon karakteristiklerinin iyileştiril ebildiği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
II ABSTRACT In this study, new membranes were prepared to be used for the separation of water/ethanol mixtures by pervaporation. Membranes were cast from polyvinyl alcohol solutions and crosslinked by glutaraldehyde which was then surface modified by maleic anhydride. Maleic anhydride was used to improve the water permability of the membrane with respect to ethanol during pervaporation. PVA membranes were crosslinked with 0.5, 1, 1.5 and 2 mole glutaraldehyde (GA) per 100 mole of vinyl alcohol. Surface properties of the membranes changed according to the degree of crosslinking. Selectivity and water flux across the modified PVA membranes were changed by changing the degree of crosslinking. The membranes were tested in a single cell pervaporation unit in determining their pervaporation characteristics. The pervaporation experiments were carried out with 88, 94 and 97.5 weight per cent feed ethanol compositions. Effect of the feed composition and glutaraldehyde content on flux and selectivity across the membrane were investigated in these experiments. The water content of the permeates was determined by Karl-Fischer Titration. Upon increasing the glutaraldehyde content, heterogeneous solution and membranes were obtained. PVA membrane crosslinked by GA gave a water selectivity of 189 and a flux of 336 g permeate/m2-h. Crosslinked and surface modified membranes have higher water selectivity and lower flux values than only crosslinked PVA membranes. Modified membranes were converted to -COONa form by treating with 20 per cent NaOH solution. Selectivities of Na-modified PVA membranes were enhanced two times when compared to membranes modified at 0.5 mole per cent GA. Also, better flux values than the crosslinked PVA membranes were obtained. Water selectivity of crosslinked membranes were enhanced by surface reaction with maleic anhydride and the total flux was improved by post treatment of surface modified membranes by NaOH solution.III Effect of feed composition on permeation and separation were also examined. By decreasing the water content in the feed, lower flux and lower selectivities were observed at 0.5 mole per cent GA crosslinked and surface-modified membrane. Moreover, the total flux (323 g permeate/m2-h at 88 per cent; 520 g permeate/m2-h at 94 per cent ethanol; 349 g permeate/m2-h at 97.5 per cent ethanol) and selectivity (719; 626; 1305) for the -COONa modified membranes were also slightly higher than membranes surface modified only by maleic anhydride. It was concluded that, the surface modification by maleic anhydride and Na appears to be very useful for the improvement of the pervaporation characteristics in dehydrating aqueous ethanol solutions.
Benzer Tezler
- Çözücü buharlaştırılması yöntemi ile paramanyetik polistiren partiküllerin elde edilmesi ve partikül yüzeylerine“zwitterionic”özellik kazandırılması
Başlık çevirisi yok
SERAP YENİGÜN(ERDEM)
- Kömürün flotasyonu, köpük yapıcı maddeleri adsorpsiyonu ve sulu süspansiyonlarının hazırlanması
Başlık çevirisi yok
AHMET GÜRSES
- Toz metalurjisi yöntemleri ile üretilen çeşitli W-Ni-Fe ve W-Ni-Cu ağır alaşımların mikroyapısal ve fiziksel karekterizasyonu
Microstructural and physical characterization of various W-Ni-Fe and W-Ni-Cu heavy alloys manufactured via powder metallurgy methods
GÜNKUT ERNAS
- Production of monodisperse porous polystyrene microbeads for bioaffinity chromotography
Biyoafinite kromatografisi için monodispers poröz polistiren mikroküre üretimi
ŞEVKET TOLGA ÇAMLI
