Kimya endüstrisinde; karbon monoksit, metan veya azot gazından hidrojen gazının ayrılması, havadan oksijen ve azot gazının ayrılması gibi gaz ayırma prosesleri oldukça fazla enerji harcayan işlemlerdir. Bundan dolayı, var olan proseslere alternatif olarak daha az enerji tüketen, daha ekonomik olan ve işletme kolaylığı sağlayan alternatif sistem ve yöntemlerin geliştirilmesi sanayide giderek daha da önem kazanmıştır. Özellikle 1973 yılında yaşanan enerji krizi sonrasında daha az enerji tüketen ayırma prosesleri konusunda yoğun çalışmalar yapılmış ve bu çalışmalar sonucunda membran kullanılan ayırma proseslerinin diğer ayırma proseslerine kıyasla daha az enerji tükettiği tespit edilmiştir. Membran sistemleri, gaz karışımlarının endüstriyel olarak ayrıştırılmasında düşük enerji tüketimi, düşük maliyet ve kolay montaj gibi avantajlar nedeniyle daha çok tercih edilmektedir. Kullanılan malzeme türüne göre membranlar polimerik, cam, metal veya kompozit malzemelerden elde edilebilirler. Polimerik membranlar ise en uygun olan ve en çok tercih edilen malzemelerdir. Bu çalışmanın amacı, H2 ve CO2 gazlarının ayrıştırılması konusunda, ayrıştırılmak istenen gaza karşı yüksek seçiciliğe ve geçirgenliğe sahip yeni membran yapıları geliştirmektir. Bu çalışmada polietilen glikollü (PEG) ve polietilen glikolsüz, çözücü olarak kloroform ve diklorometan (DCM) kullanılarak polilaktik asit (PLA) bazlı membran matrisi elde edilmiştir. Polimerik membranların hazırlanmasında kullanılan çözücülerin gaz geçirgenliği ve seçicilik üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Aynı zamanda ayırma performansının artımını sağlamak için PLA membran matriksine sentezlenen bakır esaslı MOF’lar (Cu-MOF) eklenmiştir ve gaz geçirgenliğine olan etkisi araştırılmıştır. Hazırlanan PLA bazlı polimerik membranların ve katkılı matriks membranların gaz geçirgenliklerinin nasıl değiştiği ve gaz ayrımında endüstriyel olarak polimerik membranların üretilmesi konusunda literatüre katkı sağlayabilmek amaçlanmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Membran Gazı Ayırma, Gaz Geçirgenliği, DCM, PLA, Polietilen Glikol, Cu-MOF.
|
