Araştırma Makalesi

MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri

Cilt: 6 27 Aralık 2017
PDF İndir
EN TR

Synthesis, Characterization and Gas Separation Properties of MOF-5 Mixed Matrix Membranes

Öz

With the rapid development of hydrogen economy and membrane science, membrane-based gas separation technology shows great potential for the hydrogen purification. Mixed matrix membranes (MMM) have been developed in order to increase the gas separation performance of a membrane. However, MMMs result in poor filler-polymer compabilities and filler segregation. Metal organic frameworks (MOFs) as new fillers with high surface area and pore volume overcome these drawbacks and enhance the H2 gas adsorption properties. In this study, MOF- 5 was synthesized, characterized and incorporated into polyimide (PI) to investigate the effect of filler on the single gas permeation. MOF-5/PI MMMs were fabricated at different loading rates (5wt.%, 10wt.%, 15wt.% MOF-5). The characterization a membrane was performed by scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (IR), X-ray diffraction (XRD), and thermogravimetric analysis (TGA). The prepared  membranes with varying filller contents were used to investigate the H2, CO2 and CH4 permeation properties and H2/CO2, CO2/CH4, H2/CH4 selectivities. The results showed that the single gas permeation experiments for all gases increased with MOF-5 loading at room temperature and pressure of 200 kPa. At higher loadings, ideal selectivity of H2/CO2, CO2/CH4, H2/CH4  were found less compared to the pure polymer. Consequently, the incorparation of MOF-5 into the polimer  incresed the membrane gas permeation rates but decreased the selectivity.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] Arjmandi M., Pakizeh M.,. “Mixed matrix membranes incorporated with cubic MOF-5 for improved polyetherimide gas separation membranes: Theory and experiment” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20, 3857–3868, 2014
  2. [2] Robeson L. M.,. “Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes” Journal of Membrane Science 62, 165-185, 1991
  3. [3] Robeson L. M., “The upper bound revisited” Journal of Membrane Science, 320, 390–400, 2008
  4. [4] Zornoza B., Gorgojo P., Casado C., Téllez C., Coronas J., “Mixed matrix membranes for gas separation with special nanoporous fillers” Desalination andWater Treatment, 27, 42-47, 2011
  5. [5] Chung T. S., Jiang L. Y., Li Y., Kulprathipanja S., “Mixed matrix membranes (MMMs) comprising organic polymers with dispersed inorganic fillers for gas separation”Progress in Polymer Science, 32, 483–507, 2007
  6. [6] Jeazet H.B.T., Staudt C., Janiak C., “Metal–organic frameworks in mixed- matrix membranes for gas separation” An International Journal of Inorganic Chemistry, 41, 14003-14027, 2012
  7. [7] Zornoza B., Tellez C., Coronas J., Gascon J., Kapteijn F,. “ Metal organic framework based mixed matrix membranes: An increasingly important field of research with a large application potential” Microporous and Mesoporous Materials, 166, 67–78, 2013.
  8. [8] Li H., Eddaoudi M., O’Keeffe M., Yaghi O.M., “ Design and synthesis of an exceptionally stable and highly porous metal-organic framework” Nature,402, 276–279, 1999

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Hülya Aykaç Özen *
ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Bahtiyar Öztürk
ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Hamdi Öbekcan Bu kişi benim
HİTİT ÜNİVERSİTESİ
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

27 Aralık 2017

Gönderilme Tarihi

4 Ağustos 2017

Kabul Tarihi

8 Kasım 2017

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2017 Cilt: 6

Kaynak Göster

APA
Aykaç Özen, H., Öztürk, B., & Öbekcan, H. (2017). MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6, 415-423. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.332792
AMA
1.Aykaç Özen H, Öztürk B, Öbekcan H. MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2017;6:415-423. doi:10.17100/nevbiltek.332792
Chicago
Aykaç Özen, Hülya, Bahtiyar Öztürk, ve Hamdi Öbekcan. 2017. “MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri”. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi 6 (Aralık): 415-23. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.332792.
EndNote
Aykaç Özen H, Öztürk B, Öbekcan H (01 Aralık 2017) MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi 6 415–423.
IEEE
[1]H. Aykaç Özen, B. Öztürk, ve H. Öbekcan, “MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri”, Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 6, ss. 415–423, Ara. 2017, doi: 10.17100/nevbiltek.332792.
ISNAD
Aykaç Özen, Hülya - Öztürk, Bahtiyar - Öbekcan, Hamdi. “MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri”. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi 6 (01 Aralık 2017): 415-423. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.332792.
JAMA
1.Aykaç Özen H, Öztürk B, Öbekcan H. MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2017;6:415–423.
MLA
Aykaç Özen, Hülya, vd. “MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri”. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 6, Aralık 2017, ss. 415-23, doi:10.17100/nevbiltek.332792.
Vancouver
1.Hülya Aykaç Özen, Bahtiyar Öztürk, Hamdi Öbekcan. MOF-5 Bağlı Karışık Matriksli Membranların Sentezi, Karakterizasyonu ve Gaz Ayırma Özellikleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 01 Aralık 2017;6:415-23. doi:10.17100/nevbiltek.332792

Cited By

Dergimizin tarandığı indeksler


 

12300          20980     20978