Research Article

Farklı Üretim Tekniklerinin PVA Esaslı Yeşil Kompozit Membranların Gaz Ayırma Özelliklerine Etkisi

Volume: 14 Number: 4 December 15, 2024
EN TR

Farklı Üretim Tekniklerinin PVA Esaslı Yeşil Kompozit Membranların Gaz Ayırma Özelliklerine Etkisi

Öz

Bu çalışmada polivinil alkol (PVA) esaslı ve muz lifi katkılı yeşil kompozit membranların gaz ayırma özellikleri incelenmiştir. Membran üretiminde, çevre dostu ve biyolojik olarak parçalanabilir bir polimer olan PVA kullanılmış, ana takviye malzemesi olarak ise muz lifi tercih edilmiştir. Muz lifleri atık olarak değerlendirilebilen doğal bir malzeme olup, kompozitlerin termal, mekanik ve gaz geçirgenlik özelliklerine katkıda bulunmuştur. Araştırmada döküm yöntemi ve elektrosprey biriktirme yöntemi olmak üzere iki farklı üretim yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemlerin, PVA esaslı kompozit membranların mikroyapısına ve gaz ayırma performansına olan etkileri karşılaştırılmıştır. Gaz geçirgenliği ve CO2/N2 gaz ayrımı testlerinde muz lifinin katkı oranının (ağ.%1, %3, %5) ve üretim yönteminin etkisi analiz edilmiştir. Elektrosprey biriktirme yöntemiyle üretilen membranların, özellikle ağ.%5 muz lifi katkılı kompozit membranların, CO2 geçirgenlik değerlerinin en yüksek olduğunu göstermiştir. Ayrıca, elektrosprey biriktirme yöntemiyle elde edilen membranların, döküm yöntemine göre daha gözenekli bir yapıya sahip olduğu ve bu nedenle gaz geçirgenliğini artırdığı tespit edilmiştir. Ancak, seçicilik açısından bakıldığında, en yüksek CO2/N2 seçiciliği saf PVA membranlarda elde edilmiştir. Muz lifi katkısının artırılması, gözenek yapısını iyileştirirken, seçiciliği olumsuz etkileyebilmektedir. Bu çalışma, karbon yakalama teknolojilerinde sürdürülebilir ve doğal malzeme kullanımı açısından önemli katkılar sunmuş ve PVA esaslı yeşil kompozitlerin gelecekteki endüstriyel uygulamalar için potansiyel taşıdığını ortaya koymuştur.

Anahtar Kelimeler

Elektrosprey biriktirme , Yeşil kompozit , Membran , Gaz ayrımı

References

  1. Abdul Mannan, H., Mukhtar, H., Shima Shaharun, M., Roslee Othman, M., & Murugesan, T. (2016). Polysulfone/poly(ether sulfone) blended membranes for CO 2 separation. Journal of Applied Polymer Science, 133(5). https://doi.org/10.1002/app.42946
  2. Ahmadi, R., Ardjmand, M., Rashidi, A., & Rafizadeh, M. (2020). High performance novel nanoadsorbents derived - natural cellulose fibers for superior CO 2 adsorption and CO 2 / CH 4 separation. Energy Sources, Part a: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 1–19. https://doi.org/10.1080/15567036.2020.1845878
  3. Baker, R. W., & Low, B. T. (2014). Gas Separation Membrane Materials: A Perspective. Macromolecules, 47(20), 6999–7013. https://doi.org/10.1021/ma501488s
  4. Beckermann, G. W., & Pickering, K. L. (2008). Engineering and evaluation of hemp fibre reinforced polypropylene composites: Fibre treatment and matrix modification. Composites Part a: Applied Science and Manufacturing, 39(6), 979–988. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2008.03.010
  5. Bledzki, A. (1999). Composites reinforced with cellulose based fibres. Progress in Polymer Science, 24(2), 221–274. https://doi.org/10.1016/S0079-6700(98)00018-5
  6. Chen, H., Dai, F., Wang, M., Yan, X., Ke, Z., Chen, C., . . . Yu, Y. (2022). Preparation and gas separation properties of spirobisbenzoxazole-based polyimides. European Polymer Journal, 173, 111231. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2022.111231
  7. DOE/EIA-0383 (2008). Annual Energy Outlook: Report.
  8. Douna, I., Farrukh, S., Hussain, A., Salahuddin, Z., Noor, T., Pervaiz, E., . . . Fan, X. F. (2022). Experimental investigation of polysulfone modified cellulose acetate membrane for CO2/H2 gas separation. Korean Journal of Chemical Engineering, 39(1), 189–197. https://doi.org/10.1007/s11814-021-0900-7
  9. Duan, K., Wang, J., Zhang, Y., & Liu, J. (2019). Covalent organic frameworks (COFs) functionalized mixed matrix membrane for effective CO2/N2 separation. Journal of Membrane Science, 572, 588–595. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2018.11.054
  10. Fang, J., Niu, H., Lin, T., & Wang, X. (2008). Applications of electrospun nanofibers. Science Bulletin, 53(15), 2265–2286. https://doi.org/10.1007/s11434-008-0319-0
APA
Mutuk, T., Keskin, T. Y., & Aykaç Özen, H. (2024). Farklı Üretim Tekniklerinin PVA Esaslı Yeşil Kompozit Membranların Gaz Ayırma Özelliklerine Etkisi. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 14(4), 2290-2301. https://doi.org/10.31466/kfbd.1558555