Browsing by Author "Topuz, Berna"
Now showing 1 - 6 of 6
Results Per Page
Sort Options
Item 2-D nanotabaka bazlı MFI ince filmlerinin hazırlanması(Ankara Üniversitesi : Bilimsel Araştırma Projeleri, 2018) Topuz, Berna; Mühendislik Fakültesi2D gözenekli malzemeler (zeolit ya da MOF) son yıllarda ince membran üretimi için oldukça dikkat çekmektedir. Bu çalışma 3 nm kalınlığında ve ortalama 400 nm uzunluğunda esnek yapıya sahip MFI nanotabakalarının gözenekli destekler üzerinde kolay ve yönelimli olarak 50 nm kalınlığında sürekli olarak paketlenebildiğini göstermiştir. Bu proje kapsamında gözenekli destekler üzerinde hazırlanması hedeflenen çok ince (<50 nm) az hatalı/hatasız MFI film üretimi için, uygun katmanlı MFI sentez koşulları araştırılmıştır. Katmanlı yapıda sentezlenecek MFI nanotabakalarının boy-kalınlık oranının arttırılması hedeflenmiştir. MFI nanotabakaları C22 alkil polimer zincirine sahip organik şablon molekülü kullanılarak sentezlenmiştir. Organik şablon molekülünün yapısında bulunan amin grupları geleneksel MFI kristal yapısının oluşumuna neden olan Tetrapropil amonyum görevinde MFI kristalinin yanal düzlemde kristalizasyonuna (kristalografik ac-düzlemi) neden olurken uzun polimer zincirleri kristalin dik düzlemde (kristallografik-b yönü) büyümesine engel olmaktadır. Bu nedenle, MFI nanotabakalarının tek aşamalı hidrotermal yöntemle üretimi kullanılan organik şablon molekülüne bağlı olmakla birlikte sentez kompozisyonu ve sentez koşulları (sentez sıcaklığı/süresi, durgun ya da dönerek) nanotabakaların boyutu ve kristallik oranını etkilemektedir. Çalışma kapsamında 1 mikron üzerinde uzunluğa sahip nanotabaka üretimi için, uygun şablon molekülü hazırlanması ve kristalizasyon koşulları araştırılmıştır. Hazırlanan katmanlı MFI katmanlarına ayrılarak uygun çözücü içerisinde dağıtılacak ve gözenekli alümina destekler üzerine vakum filtrasyonu ile kaplanmıştır. Katmanlı MFI, XRD ve SEM ile karakterize edilmiş, nanotabakaların karakterizasyonunda TEM kullanılmıştır. Ayrıca kaplama sonrasında destek üzerinde kaplama kalınlığı FIB-SEM ile belirlenmiştir.Item H2 ayrımı için ZIF tabanlı MOF membranların hazırlanması ve karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021) Mirza, Emine Şimal; Topuz, Berna; Mühendislik FakültesiBu çalışmada gaz ayırımı uygulamalarında kullanılacak yüksek akı ve seçicilik değerlerine sahip, ince, metal organik iskelet (MOF) yapılarının alt sınıfı olan zeolitik imidazolat iskelet membranların (ZIF-8) makro-mezo gözenekli destekler üzerinde tekrarlanabilir, kolay ölçeklendirilebilen ve çevreye duyarlı yöntem ile üretimi amaçlanmıştır. MOF yapıları kolay kontrol edilebilen gözenek boyutu/oranı/özellikleri, yüksek yüzey alanı ve esnek iskelet yapıları nedeniyle moleküler elek özelliği gösteren kararlı membranların hazırlanmasını olanaklı kılmaktadır. Ancak hatasız MOF membran üretim koşullarının (çözücü temelli) zorluğu nedeniyle sentezlenen on binlerce MOF yapısı içerisinden çok az sayıda MOF yapısı membran olarak hazırlanabilmektedir. Tez kapsamında ZIF-8 membranların hazırlanmasında atomik katman kaplama (ALD) temelli buhar-faz yöntemi kullanılmış ve yüksek C3H6/C3H8 ve H2/C3H8 seçiciliğine sahip hatasız ZIF-8 membran hazırlama koşulları araştırılmıştır. ALD yöntemi ile γ-Al2O3 katman üzerinde ve mezo-gözenekler içerisinde oluşturulan yoğun çinko oksit (ZnO) kaplamanın seçici geçirgen ZIF-8 membrana dönüşümü belirli süre ve sıcaklıkta organik bağlayıcı (2-metil imidazol) molekülü buhar işlemi ile sağlanmıştır. γ-Al2O3 katman gözenek yapı özelliklerinin hatasız ZIF-8 membran üretimine olan etkisi incelenmiştir. Membran yüzey ve kesit özellikleri SEM, faz ve kristalinite özellikleri XRD analizleri ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan γ-Al2O3 membranların, ALD-ZnO kaplama ve ZIF-8 membranların tek gaz (H2, N2, CO2, CH4, C3H6, C3H8) geçirgenlik özellikleri ve ideal seçicilik değerleri, oda sıcaklığında belirlenmiştir. ALD ile 60 çevrim ZnO kaplanarak hazırlanan ZIF-8 membranının H2 ve C3H6 geçirgenlik değerleri sırası ile 3.2x10-7 ve 1.9x10-8 molm-2s-1Pa-1 olup H2/C3H8 ve C3H6/C3H8 ideal seçicilik değerleri sırası ile 1940 ve 111 olarak bulunmuştur.Item Nanotabaka bazlı mfı membranların hazırlanması ve karakterizasyonu(Ankara : Ankara Üniversitesi : Sosyal Bilimler Enstitüsü : Mühendislik Fakültesi, 2021) Yurttaş, Ali Semih; Topuz, Berna; Mühendislik FakültesiY e ıca lı ta e harı rtamında ararlı, e ararlılı , e icili e a ı özelli lerine ahip eni mem ran malzemeleri ta arlama e ener i g lamalarına öneli , mem ran ta arım re lerinin erimini arttırma l larara ı ir alı mada hedeflenen n lardan iridir özelli lerde mem ranların geli tirilme i im a al re lerde i e ener i t etimine neden lan a ırma e afla tırma i lemlerinde randa ener i ta arr f a la aca tır tez alı ma ında r z e önelimli ince Mem ran retimi (5 - nm alınlı ında ze lit ince mem ran retimi) ama lanmı l p, mem ran a ı ı arttırılır en mple lan ze lit mem ran retimi a itle tirilme i hedeflenmi tir 5 - 5 nm alınlı ında M I filmlerin gözene li de te ler zerinde hazırlana ilme i, nm alınlı ında ( - ön nde ,5 irim h cre alınlı ta) e a la ı nm z nl na ahip M I nan ta a alarının ince ze lit mem ran retimi i in ld a g n malzemeler ld n gö termi tir ne apıları mem rana da anı lılı azandırır en e - alınlı ranları gözene li de te ler zerini önelimli lara et in e ilde aplamalarını a lamı tır aplanan nan ta a a ri taller ara ında i l lar i i far lı öntem ile apatılmı tır; i incil me (hidr termal me), rgan ili a llar ile aplama Her i i öntemle elde edilen mem ran ze leri S M ile incelenmi e mem ran ze inin re lili inin a landı ı gör lm t r lde edilen mem ranların ge irgenli de erleri gaz ge irgenli i teminde He, H2, N2, CO2, CH4, C3H6, C3H8 gazları ile incelenmi tir Organ ili a llar ile hazırlanan arı ı matri mem ranın H2/C3H8 ideal e icili de eri 5 °C’de 5 lara l nm t r A nı mem ran %5 etan l-i pr pan l %95 arı ımı llanılara te t edilmi e mem randa al l ge irgenli i elde edilmemi tir %5 -%95 etan l llarında te t edildi inde de z nt ı mında etan l ge i i lmamı tırItem Organik-inorganik hibrit silika membranların hazırlanması ve karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Kurt, Tuğçe; Topuz, Berna; Mühendislik FakültesiBu çalışmada, su buharı ortamında kararlı, yüksek seçicilik ve geçirgenlik değerlerine sahip, gözenek yapısı iyi kontrol edilebilen ince membranların tasarlanması hedeflenmiştir. Bu tez kapsamında, sol-jel yöntemi kullanılarak, γ-alümina ara tabakanına sahip makrogözenekli destek yapıları üzerinde, ince hibrit organik-inorganik silika membranlar hazırlanmıştır. Hibrit polimerik solların hazırlanmasında MTES/TEOS (MT) ve BTESE başlatıcı molekülleri kullanılmış olup yaklaşık 200 nm kalınlığında membranlar üretilmiştir. Membranların hidrotermal kararlılıkları yapılarına TiO2 eklenerek geliştirilmiştir. Destekli organosilika membranların yüzey ve kesit özellikleri, SEM ve FIB-SEM kullanılarak belirlenmiş olup, desteksiz organosilika membranlar, FTIR, TGA, BET, XPS, XRD ile karakterize edilmiştir. Destekli membranların tek gaz (He, H2, N2, CO2, CH4, C3H6, C3H8) geçirgenlik özellikleri ve ideal seçicilik değerleri, 25 ºC-200 ºC sıcaklık aralığında belirlenmiştir. Oldukça ince olarak üretilen 70 nm kalınlığında organosilika membranın (MT), 150 ºC'de H2 geçirgenliği ve H2/C3H8 ideal seçicilik değeri sırasıyla 1,21x10-6 mol/m2 s Pa ve 24 olarak bulunmuştur. Membran yapısına molce %10 oranında TiO2 eklenmesiyle H2/C3H8 seçicilik değeri 124'e yükselirken H2 geçirgenliği yaklaşık olarak sabit kalmıştır. BTESE organosilika membranın H2 geçirgenliği, 200 °C ölçüm sıcaklığında 1x10-6 mol/m2 s Pa ve H2/C3H8 seçicilik değeri ise en yüksek 671 bulunmuştur. BTESE organosilika membranına 105 ºC'de 8 saat süreyle hidrotermal işlem uygulanmış ve bu işlem sonrasında H2/C3H8 seçiciliği % 16 artış gösterirken H2 geçirgenliği ise % 30 azalmıştır. In this study, it is aimed to design thin membranes with stable, high selectivity and permeability values and well controllable pore structures in water vapor environment. In this thesis, thin hybrid organic-inorganic silica membranes were prepared on the macroporous support structures with γ-alumina interlayer by using sol-gel method. MTES/TEOS (MT) and BTESE precursor molecules were used in the preparation of hybrid polymeric sols and membranes of thicknesses about 200 nm were produced. The hydrothermal stability of the membranes was improved by adding TiO2 to their structures. While SEM and FIB-SEM were used for the analysis of supported organosilica membranes, the characterization of the unsupported organosilica membranes was performed with FTIR, TGA, BET, XPS, XRD. The single gas (He, H2, N2, CO2, CH4, C3H6, C3H8) permeance properties and ideal selectivity values of the supported membranes were determined in the temperature range of 25 ºC-200 ºC. Organosilica membrane (MT) with thickness of 70 nm at 150 ºC was found to have H2 permeance and the H2 / C3H8 ideal selectivity was found to be 1,21x10-6 mol / m2 s Pa and 24, respectively. The H2/C3H8 selectivity was increased to 124 by the addition of 10% by weight of TiO2 to the membrane structure, while the H2 permeance remained approximately constant. H2 permeance and H2/C3H8 ideal selectivity values of BTESE organosilica membrane at 200 °C were found to be 1x10-6 mol/m2 s Pa and 671 the highest, respectively. Hydrothermal treatment was applied to BTESE organosilica membrane at 105 ºC for 8 hours and H2/C3H8 selectivity increased by 16% and H2 permeability decreased by 30%.Item Organik-inorganik hibrit silika membranlarının hazırlanması ve karakterizasyonu(Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi, 2019) Topuz, Berna; Kurt, Tuğçe; Mühendislik FakültesiGünümüzde membran bazlı ayırma işlemleri, petrokimya, gıda, biyoteknoloji ve ilaç endüstrileri gibi çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Adsorpsiyon, absorpsiyon veya damıtma gibi diğer geleneksel ayırma işlemlerine kıyasla basitliği ve maliyet verimliliği, uygulama alanlarında çok popüler ve geniş yayılım sağlamalarına neden olmuştur. Son zamanlarda, inorganik membranlar hızlı gelişme göstermişler ve yenilik getirmişlerdir [1]. İnorganik membranlar, yüksek sıcaklık ve aşınma direnci, yüksek kimyasal kararlılık, uzun ömür ve yüksek hidrotermal kararlılık avantajlarına sahiptir. Bu üstün özelliklerin tümü inorganik membranların ayırım uygulamalarında kullanılmasına yönelik yüksek potansiyel taşımasına neden olmuştur. Silika membranlar, yüksek sıcaklıkta hidrojen ayırma ve saflaştırma işlemleri gibi endüstriyel uygulamalarda yüksek kullanım potansiyeline sahiptir. Silika membranların membran reaktörlerine uygulanmasının da yüksek verimlerle çok başarılı olduğu bildirilmiştir [2]. Bis-silil köprülü başlatıcı alkoksitlerden hazırlanan mikro gözenekli hibrit inorganik-organik silika membranları, son birkaç yılda yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Bu membranlar, pervaporasyonda, suyu n-bütanol, propanol ve etanol gibi alkollerden ayırarak yaklaşık 150°C'ye kadar olan sıcaklıklarda yüksek performans göstermişlerdir [3]. Başlatıcı molekül içerisinde bulunan organik köprü grubunun, membran özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olarak değişkenlik gösterebilir. Membran gözenek ağı kontrolü yapıya eklenen organik bağlayıcının çeşidi ve boyutu ile kolay olarak sağlanabilmektedir. Bu projede fermantasyon ortamından etanol ayırımı uygulamaları için hidrofobik özellikte membranların sentezlenmesi hedeflenmiştir. Yapıya organik grup (Si-(C)n-Si) eklendikçe silika solların hidrofobik özellikleri organik grubun büyüklüğü ile orantılı olarak artmaktadır. Bu çalışmada 1,2-bis (trietoksisilil)etan (1,2- (BTESE), Desiltrietoksisilan (DTES) ve Tetraetilortosilikat (TEOS) alkoksitleri ile elde edilmiş kararlı organosilika membranların hidrofobik özellikleri organik bağlayıcı grubun büyüklüğü ile geliştirilmeye çalışılmıştır. Ağırlıkça %7,5/92,5 etanol-su karışımı besleme koşulu ile 30-60 oC aralığında hazırlanan organosilika membranların performansı pervaporasyon (PV) yöntemi ile test edilmiştir. Ayrıca tek gaz geçirgenlik sisteminde gaz geçirgenlik ölçümleri yapılmış ve gaz seçicilik performansları değerlendirilmiştirItem Sol-jel yöntemi ile monolit mof nanokompozitlerinin üretimi: UiO-66/ZIF-8(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021) Kaya, Pınar; Topuz, Berna; Kimya MühendisliğiBu tez çalışmasının amacı, MOF ailesine ait iki üstün özellikli malzeme olan UiO-66, ZIF-8 ve UiO66/ZIF-8 nanoparçacıkların sentezlenmesiyle hibrit UiO-66/ZIF-8 nanokompozit monolitlerin üretilmesidir. Sulu ortamda nispeten kararsız olan ZIF-8 yapısının daha kararlı olan UiO-66 varlığında sentezinde hibrit yapılar elde edilerek ZIF-8 yapılarının su içerisinde kararlılığın arttırılması amaçlanmıştır. Genel olarak yüksek mekanik ve kimyasal dayanıma, yüksek gözeneklilik oranına sahip olan ve ilaç salımı, adsorpsiyon, ayırma, gaz depolama gibi birçok alanda uygulamaları bulunan MOF yapılarının fiziksel boyutları iyi tanımlanmış monolit formunda elde edilmesi, toz formuna göre yüksek mekanik kararlılık, düşük basınç düşüşü ve kullanım kolaylığı gibi avantajlar sağlamaktadır. Bu tez çalışması kapsamında karakterizasyon PXRD, SEM, TEM HAADF EDX ve DLS analizleri ile yapılmıştır. ZIF-8 ve UiO66/ZIF-8 hibrit monolitlerin 5 ppm metilen mavisi (MB) sulu çözeltisindeki adsorpsiyon kapasitesi oda sıcaklığında incelenmiştir. Santrifüj yöntemi ile elde edilen %10, %15 ve %25 oranlarında UiO-66 içeren UiO66/ZIF-8 hibrit monolitlerin ve ZIF-8 monolitlerin boya giderim oranları 50 saat sonunda sırasıyla %94, %90, %91, %94 olarak, slip döküm yöntemi ile elde %15 ve %25 oranlarında UiO-66 içeren hibrit monolitlerin ve ZIF-8 monolitlerin oranları sırasıyla %58, %93 ve %35 olarak bulunmuştur