Stirenlenmiş yağ bazlı yüklü membran hazırlama ve karakterizasyonunun incelenmesi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği, Türkiye
Tez Danışmanı: Osman Nuri Ata
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Bu çalışmada stiren, ayçiçek yağı ve grafen oksit kullanılarak katyon değiştirici membran hazırlanması ve hazırlanan numunelerin karakterizasyonu incelenmiştir. Çalışmada, literatürde ilk kez stirene, ayçiçek yağı ve grafen oksit katılarak daha iyi özelliklere sahip katyon değiştirici membran hazırlanması amaçlanmıştır. Bu çalışmada polistiren bazlı heterojen katyon değişim membranları, döküm tekniği ile hazırlanmıştır. Membran hazırlanırken üretilen stirenlenmiş yağa katkı malzemesi olarak grafen oksit katılmıştır ve ardından sülfonlanmıştır. Polimer türü (polistiren-stirenlenmiş yağ), grafen oksit yüzdesi (%0,5-1-3-5) ve sülfonlanma süreleri(1-6-12-24 saat) gibi faktörlerin hazırlanan membranların özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Özellikle bu faktörlerin membranların su tutma kapasitesi, iyon değiştirme kapasitesi, temas açısı ve iletkenlik değerleri üzerine etkileri incelenmiştir. Hazırlanan membranların; kimyasal yapıları FT-IR ve NMR analizleriyle, yapısal ve morfolojik özellikleri SEM cihazıyla ve ısıl özellikleride TGA analizi yapılarak karakterize edilmiştir. Yapılan bu çalışmalar sonucunda, iyon değiştirme ve su tutma kapasitesi stirenlenmiş yağda, polistiren kullanılmasına göre daha yüksek çıkmıştır. Ayrıca grafen oksit ve sülfonlanma süresi arttıkça iyon değiştirme ve su tutma kapasitesinin de arttığı görülmüştür. Stirenlenmiş yağda, %3 grafen oksit konsantrasyonunda ve 24 saat sülfonlanma süresinde iletkenliğin en yüksek düzeyde olduğu tespit edilmiştir. Temas açısı sülfonlanma süresi arttığında azalmıştır. Elde edilen bu sonuçlara göre en uygun şartlar; grafen oksit %3, stirenlemiş yağ kullanımı ve 24 saat sülfonlanma süresidir. Bu şartlarda hazırlanan katyon değiştirici membranın test hücresinde kullanılarak elektrokimyasal özellikleri bulunmuştur. Na+ iyonunun geçirgenlik ve akı özellikleri incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda yeni bir yöntemle katyon değiştirici membran elde edilmiştir.