Organik-inorganik hibrit silika membranlarının hazırlanması ve karakterizasyonu
No Thumbnail Available
Date
2019
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi
Abstract
Günümüzde 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 değerlendirilmiştir
Description
Keywords
hibrit silika