1 2

Proje Grubu: MİSAG Sayfa Sayısı: 1 Proje No: 102M084 Proje Bitiş Tarihi: 15.06.2005 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu

Öz:
Zeolitler, moleküler boyutta gözeneklere sahip olmaları nedeniyle membran uygulamalarına yönelik araştırmalarda sıkça kullanılmaktadırlar. MFI tipi zeolitler, 0.51-0.56 nm boyutlarında gözenekleri ile membran uygulamaları için en sık çalışılan zeolitlerdir. Zeolit membranlar, bugüne kadar çoğunlukla kendinden basınçlı, kesikli sistemlerde hidrotermal yöntem ile sentezlenmiştir. Bu yöntemde destek olarak kullanılan malzeme sentez çözeltisini içeren otoklava yerleştirilerek, destek yüzeyinde zeolit membran büyütülmüştür. Bu yöntemin, yaygın olarak kullanılmış olmasına karşın, endüstriyel boyutta zeolit membranların sentezlenmesi aşamasına geçildiğinde yaratabileceği çeşitli sorunlar vardır. Bu sorunlar özellikle büyük ölçekte kullanılan geniş yüzey alanına ve karmaşık geometrilere sahip membran şekilleri söz konusu olduğunda ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı alumina destekler üzerinde sürekli bir sistemde MFI tipi zeolit membranlar sentezlemektir. Sentez sistemi kapalı bir sistem olup membranın içinden akıtılan sentez çözeltisi sisteme geri döndürülerek bir döngü sağlanmıştır. Sentez, berrak çözeltiler kullanılarak, atmosfer basıncında ve 100°C'den düşük sıcaklıklarda yapılmıştır. Sürekli sistemde sentezlenen membranların yanında tüp ve disk şekilli alumina destekler üzerinde de MFI membranlar sentezlenmiş, sentez kompozisyonunun ve tohumlamanın membran morfolojisi ve performansı üzerine etkisi incelenmiştir. Tüp şekilli destekler, sentez öncesinde mikronaltı boyutta MFI kristalleri ile tohumlanmıştır. Disk şekilli desteklerde sentezlenen membranlarda mikron boyutlu MFI ile vakumla tohumlama yöntemi kullanılmıştır. Sentezlenen membranlar X-ışını kırınımı, taramalı elektron mikroskobu ve N2, SF6, n-bütan ve izobütan geçirgenlikleri ile karakterize edilmiştir. Sürekli sistemde, 6 mL/dk'lık bir akış hızı kullanılarak, $S_{80} T_{16}H_{1536} E_{320}$ başlangıç bileşimi ve silika kaynağı olarak LUDOX-AS-30 kolloid silika ile 95°C'de, 2 $mu$ m kalınlığında bir membran sentezlenmiştir. Membran 4.4 x $10^{-7}$ mol/m2.s.Pa'lık bir $N_2$ geçirgenliği göstermiş, N2/SF6 ideal seçiciliği ise 11 olarak bulunmuştur. Aynı bileşim, silika kaynağı ve sentez sıcaklığı kullanılarak kesikli sistemde sentezlenen membrana kıyasla bu membranın daha ince ve homojen olduğu görülmüştür. Kesikli sistemde sentezlenen membran 3.4 x $10^{-7}$ mol/m2.s.Pa'lık bir N2 geçirgenliği göstermiş, $N_2/SF_6$ ideal seçiciliği ise 27 olarak bulunmuştur. Bu membranların ikisinin de 150 ve 200°C'de n-bütan/izobütan karışım seçiciliği 6 olarak bulunmuştur. Disk şekilli destekler üzerinde sentezlenen membranlarda tohum kullanmadığı takdirde sürekli zeolit tabakaların oluşmadığı görülmüştür. Tohum kristalleri kullanıldığında ise sıkı yapılı 9-17 $mu$ m kalınlığında membranlar elde edilmiştir. Bu membranların Iİ2/SF6 seçiciliklerinin 40'tan yüksek olması membranlarda büyük ölçüde zeolit dışı gözeneklerin olmadığını göstermektedir. 2 ve 3.5 mg tohum kullanarak sentezlenen membranlarda tekrarlanabilirliğin %65'e kadar çıktığı görülmüştür. Literatürdeki MFI membranlar göz önünde bulundurulduğunda bu çalışmada sentezlenen membranların yayınlanmış membranlarla kıyaslanabilir kalitede olduğu görülmüştür. Sürekli sistemde sentezlenen membranlar ise akış içeren bir sistemde şu ana kadar sentezlenmiş birkaç membrandan biri, bunların arasında geri dönüşümlü bir sistemde sentezlenen ilk MFI tipi membranlardır. Bu göz önüne alındığında bu yöntemin zeolit membranların sentezinde kullanılabilecek umut verici bir seçenek olduğu düşünülmektedir.
Anahtar Kelime:

Konular: Bitki Bilimleri
Erişim Türü: Erişime Açık
APA KALIPÇILAR H, DİNÇER E, ÇULFAZ Z, ÇULFAZ A (2005). Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. , 1 - 1.
Chicago KALIPÇILAR Halil,DİNÇER Eser,ÇULFAZ Zeynep,ÇULFAZ Ali Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. (2005): 1 - 1.
MLA KALIPÇILAR Halil,DİNÇER Eser,ÇULFAZ Zeynep,ÇULFAZ Ali Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. , 2005, ss.1 - 1.
AMA KALIPÇILAR H,DİNÇER E,ÇULFAZ Z,ÇULFAZ A Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. . 2005; 1 - 1.
Vancouver KALIPÇILAR H,DİNÇER E,ÇULFAZ Z,ÇULFAZ A Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. . 2005; 1 - 1.
IEEE KALIPÇILAR H,DİNÇER E,ÇULFAZ Z,ÇULFAZ A "Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu." , ss.1 - 1, 2005.
ISNAD KALIPÇILAR, Halil vd. "Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu". (2005), 1-1.
APA KALIPÇILAR H, DİNÇER E, ÇULFAZ Z, ÇULFAZ A (2005). Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. , 1 - 1.
Chicago KALIPÇILAR Halil,DİNÇER Eser,ÇULFAZ Zeynep,ÇULFAZ Ali Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. (2005): 1 - 1.
MLA KALIPÇILAR Halil,DİNÇER Eser,ÇULFAZ Zeynep,ÇULFAZ Ali Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. , 2005, ss.1 - 1.
AMA KALIPÇILAR H,DİNÇER E,ÇULFAZ Z,ÇULFAZ A Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. . 2005; 1 - 1.
Vancouver KALIPÇILAR H,DİNÇER E,ÇULFAZ Z,ÇULFAZ A Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu. . 2005; 1 - 1.
IEEE KALIPÇILAR H,DİNÇER E,ÇULFAZ Z,ÇULFAZ A "Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu." , ss.1 - 1, 2005.
ISNAD KALIPÇILAR, Halil vd. "Dinamik sistemlerde zeolit membranların sentezi ve karakterizasyonu". (2005), 1-1.