TY - JOUR T1 - PBIOH SU SEVER KATKISI KULLANILARAK YÜKSEK PERFORMANS VE KİRLENME DİRENÇLİ POLİSÜLFON MEMBRANLARIN HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU TT - PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF HIGH PERFORMANCE AND FOULING RESISTANT POLYSULFONE MEMBRANES BY USING PBIOH AS A HYDROPHILIC MODIFIER AU - Sarıhan, Adem AU - Eren, Erdal AU - Eren, Bilge AU - Erdoğan, Yunus PY - 2017 DA - December JF - Journal of Science and Technology of Dumlupınar University JO - DPÜFBED PB - Kütahya Dumlupinar University WT - DergiPark SN - 2651-2769 SP - 1 EP - 12 IS - 039 LA - tr AB - Ultrafiltrasyon,su artımında en çok kullanılan tekniklerden biridir. Polisülfon (PSf) ise ultrafiltrasyonmembranların hazırlanmasında sıkça kullanılan bir polimerdir. Poli[2,2’-(m-fenol)-5,5’-benzimidazol](PBIOH), yapısında hem proton alıcı (–N=)hem de proton verici (–NH-) gruplar barındırmaktadır. Sahip olduğu bugruplar sayesinde yüksek su severlik ve su adsorplama kapasitesine sahip birpolimerdir. Ayrıca yapısındaki OH grubu, diğer benzimidazol türevlerine göre suseverliğini daha da artırmaktadır. Bu mükemmel özellikler PBIOH’ı PSfmembranlar için ideal bir katkı maddesi haline getirmektedir. Bu çalışmada, PSfiçerisinde PBIOH katkısı kullanılarak, koagülasyon ortamında, daldırma ileçöktürme tekniği ile faz dönüşümü sonucunda, yeni, su sever yapılı kompozitmembranlar, elde edilmiştir. Elde edilen membranların karakterizasyonu için FTIR,SEM, temas açısı, gözeneklilik ve gözenek boyutu analizlerigerçekleştirilmiştir. Membran performansları ise akış, dışlama ve akış gerikazanım oranları ile incelenmiştir. Membranların yapısal ve performansözellikleri ham PSf membrana ait sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde,PBIOH katkılı kompozit membranların denge su içeriği ve gözenekliliközelliklerinin ham PSf membrana göre sırası ile %12 ve %34 oranlarında daha iyiolduğu görülmüştür. Membran yüzey su severliklerini belirlemek amacı ilegerçekleştirilen temas açısı ölçümlerinde ise ham PSf’nin temas açısı 69° ikenPBIOH katkılı membranlarda bu açının 25° ye kadar azaldığı belirlenmiştir. Yineham PSf membranda 228 (L/m2.sa) olan saf su akışı, %1 oranında PBIOHkatkısı ile 532 (L/m2.sa) değerine kadar yükselmiştir. Albümin (BSA)ile gerçekleştirilen dışlama çalışmalarında da PBIOH katkısı ile dışlamaperformansının %40 oranında daha iyi hale geldiği görülmüştür. Akış geri kazanımoranı sonuçları ise PBIOH katkısı kullanılarak hazırlanan kompozit membranlarınham PSf membrana göre daha yüksek kirlenme direncine sahip olduğunu göstermiştir. KW - Kompozit Membran KW - PBIOH KW - Polisülfon KW - Su severlik N2 - Ultrafiltrationis one of the most widely used techniques for water purification. Polysulfone(PSf) is the most commonly used polymer in preparation of ultrafiltrationmembranes. Poly[2,2’-(m-phenol)-5,5’-benzimidazole](PBIOH) is a hydrocarbon polymer which possess both proton donor (–NH-) andacceptor (–N=) groups. Through these groups, it has high hydrophilicity and good wateradsorption capacity. Also PBIOH has higher hydrophilicity than otherbenzimidazole derivatives with OH groups in the structure. These excellent features make PBIOH a good additive for PSfmembranes. Therefore, in this study novel hydrophilic PSf composite membraneswere prepared by blending with PBIOH with PSf. Then performance properties werecompared with the neat Polysulfone membrane results. When the results were analysed,equilibrium water content and porosity of the blended membranes were higherabout 12% and 34% than neat PSf membrane respectively. Contact anglemeasurement results which performed to determine the membrane surfacehydrophilicity, showed that contact angle of PSf membrane was decreased from69° to 25° with PBIOH additive. Pure water fluxes of blended membranesincreased from 228 to 532 L/ m2.h with 1.0% PBIOH additive.Furthermore, BSA (Albumin) rejection performance of composite membranesimproved by about 40%. The flux recovery ratio results of the membranes showedthat PBIOH additive improved fouling resistance of the membranes. CR - [1] Cassano, A., Conidi, C. and Drioli, E., Physico-chemical parameters of cactus pear (Opuntia ficus-indica) juice clarified by microfiltration and ultrafiltration processes, Desalination, 250, 1101-1104 (2010). CR - [2] Urtiaga, A.M., Pérez, G., Ibáñez, R. and Ortiz, I., Removal of pharmaceuticals from a WWTP secondary effluent by ultrafiltration/reverse osmosis followed by electrochemical oxidation of the RO concentrate, Desalination, 331, 26–34 (2013). CR - [3] Kumar, R., Isloor, A.M., Ismail, A.F. and Matsuura, T., Performance improvement of polysulfone ultrafiltration membrane using N-succinylchitosan asadditive, Desalination, 318, 1-8 (2013). CR - [4] Zhang, W., Huang, G., Wei, J. and Yan, D., Gemini micellar enhanced ultrafiltration (GMEUF) process for the treatment of phenol wastewater, Desalination, 311-31-36 (2013). CR - [5] Ma, Y., Shi, F., Wang, Z., Wu, M., Ma, J. and Gao, C., Preparation and characterization of PSf/clay nanocomposite membranes with PEG 400 as a pore forming additive, Desalination, 286, 131-137 (2012). CR - [6] Kalaiselvi, G., Maheswari, P., Balasubramanian, S. and Mohan, D., Synthesis, characterization of polyelectrolyte and performance evaluation of polyelectrolyte incorporated polysulfone ultrafiltration membrane for metal ion removal, Desalination, 325, 65-65 (2013). CR - [7] Matin, A., Khan, Z., Zaidi, S.M.J. and Boyce, M.C., Biofouling in reverse osmosis membranes for seawater desalination: Phenomena and Prevention, Desalination, 281, 1-16 (2011). CR - [8] Xing, D.Y., Chan, S.Y. and Chung, T.S., Fabrication of porous and interconnected PBI/ P84 ultrafiltration membranes using [EMIM]OAc as the green solvent, Chem. Eng. Sci., 87, 194-203 (2013). CR - [9] Wang, Y., Gruender, M. and Chung, T.S., Pervaporation dehydration of ethylene glycol through polybenzimidazole (PBI)-based membranes, Journal of Memebrane Science, 363, 149–159 (2010). CR - [10] Eren, E., Sarihan, A., Eren, B., Gumus, H. and Kocak, F.O., Preparation, characterization and performance enhancement of polysulfone ultrafiltration membrane using PBI as hydrophilic modifier, Journal of Membrane Science, 475, 1-8 (2015). CR - [11] Ogunlaja, A.S., Sauyoy, C., Torto, N., Tshentu, Z.R., Design, fabrication and evaluation of intelligent sulfone-selective polybenzimidazole nanofibers, Talanta, 126, 61-72 (2014). CR - [12] Huang, J.Y., Xue, J.M., Xiang, K.W., Sun, S.D., Zhao, C.S., Surface modification of polyethersulfone membranes by blending triblock copolymers of methoxyl poly(ethylene glycol)-polyurethane-methoxyl poly(ethylene glycol), Colloid Surf B, 88, 315-24 (2011). CR - [13] Lee, W-J., Kim, K., Khan, S-B., Han, P., Seo, J., Jang, W., Han, H., Synthesis, Characterization, and Thermal and Proton Conductivity Evaluation of 2,5-Polybenzimidazole Composite Membranes, Hindawi Publishing Corporation Journal of Nanomaterials, Article ID 460232, (2014). UR - https://dergipark.org.tr/en/pub/dpufbed/issue//404963 L1 - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/439896 ER -