Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi

Yıl 2018, , 166 - 173, 30.12.2018
https://doi.org/10.17100/nevbiltek.434687

Öz

Hidrojen, yüksek enerji yoğunluğu ve çevreye
zarar vermeyen özellikleri ile geleceğin enerji taşıyıcısı olarak
görülmektedir. Doğada saf halde bulunmayan hidrojen, gaz karışımından çeşitli
tekniklerle ayrılabilmektedir.  Bu ayırma
prosesleri içerisinde yer alan membran teknolojisi, enerji verimliliği ve
mekanik dayanıklılığı sayesinde son yıllarda dikkati üzerine çekmiştir. Membran
teknolojileri içinde yer alan ve membran içerisine dolgu maddesi ilavesiyle
oluşturulan karışık matriksli membranlar (MMM) ile gaz ayırma özelliklerinin
iyileştirildiği görülmüştür. Karışık matriksli membranlarda dolgu maddesi
olarak kullanılan MOF yapıları da yüksek yüzey alanları ve gözenek
hacimlerinden dolayı tercih edilmekte ve gaz geçirgenliğine olumlu etki
yapmaktadır. Bu çalışmada, iki farklı metal kullanarak NiCoMOF-5 yapısı
sentezlenmiştir. Karışık matriksli membran hazırlamak üzere poliimit membrana
NiCoMOF-5 ilave edilmiştir. Oluşturulan yapılar çeşitli karakterizasyon
işlemlerine tabi tutulmuştur. Sonuçlar, karışık matriksli membranın başarılı
bir şekilde sentezlendiğini ve MOF ilave edilen poliimit membranın saf
poliimide göre gaz geçirgenlik performansını arttırdığını göstermiştir

Kaynakça

  • [1] Dincer I., "Technical, environmental and exergetic aspects of hydrogen energy systems" International Journal of Hydrogen Energy, 27, 265-285. 2002.
  • [2] Jain I.P., "Hydrogen the fuel for 21st century" International Journal of Hydrogen Energy, 34, 7368-7378,2009.
  • [3] Züttel A., "Materials for hydrogen storage" Materials Today, 6, 24-33, 2003.
  • [4] Berg A.W.C. and Arean C.O., "Materials for hydrogen storage: current research trends and perspectives" Chemical Communications, 6, 668-681, 2008
  • [5] Adhikari S. and Fernando S.,"Hydrogen Membrane Separation Techniques" Industrial & Engineering Chemistry Research, 45, 875-881, 2006.
  • [6] Arjmandi M. and 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.
  • [7] Perez E.V., Balkus J., Ferraris J.P., Musselman I.H., "Mixed-matrix membranes containing MOF-5 for gas separations" Journal of Membrane Science, 328, 165-173. 2009.
  • [8] Li J., Cheng S., Zhao Q., Long P., Dong J., "Synthesis and hydrogen-storage behavior of metal–organic framework MOF-5" International Journal of Hydrogen Energy, 34, 1377-1382, 2009.
  • [9] Li, H., Shi W., Zhao K., Li H., Bing Y., Cheng P., "Enhanced Hydrostability in Ni-Doped MOF-5" Inorganic Chemistry, 2012. 519200-9207.
  • [10] Yang, J.-M., Q. Liu, and W.-Y. Sun, Co(II)-doped MOF-5 nano/microcrystals: Solvatochromic behaviour, sensing solvent molecules and gas sorption property. Journal of Solid State Chemistry, 2014. 218: p. 50-55.
  • [11] Yang, J.-M., Q. Liu, and W.-Y. Sun, Shape and size control and gas adsorption of Ni(II)-doped MOF-5 nano/microcrystals. Microporous and Mesoporous Materials, 2014. 190(Supplement C): p. 26-31.
  • [12] Ozturk, B. and F. Demirciyeva, Comparison of biogas upgrading performances of different mixed matrix membranes. Chemical Engineering Journal, 2013. 222: p. 209-217.
  • [13] Huang, L., et al., Synthesis, morphology control, and properties of porous metal–organic coordination polymers. Microporous and Mesoporous Materials, 2003. 58(2): p. 105-114.
  • [14] Sabouni, R., H. Kazemian, and S. Rohani, A novel combined manufacturing technique for rapid production of IRMOF-1 using ultrasound and microwave energies. Chemical Engineering Journal, 2010. 165(3): p. 966-973.
  • [15] Weng, T.H., H.H. Tseng, and M.Y. Wey, Fabrication and characterization of poly(phenylene oxide)/SBA-15/carbon molecule sieve multilayer mixed matrix membrane for gas separation. International Journal of Hydrogen Energy, 2010. 35(13): p. 6971-6983.

Improvement of Hydrogen Permeability with Mixed Matrix Membranes Containing Metal Doped MOF-5

Yıl 2018, , 166 - 173, 30.12.2018
https://doi.org/10.17100/nevbiltek.434687

Öz

Hydrogen is seen as the energy carrier of the
future with its high energy density and envrironmental friendly properties.
Since hydrogen is not pure in nature, it can be
separated from the gas mixture by various techniques. Membrane technology
involved in hydrogen separation processes has attracted attention in recent
years thanks to its energy efficiency and mechanical strength. It has been
found that the mixed matrix membranes formed by the addition of the filler
material inside the membrane technology improve the gas separation properties.
MOF structures used as a filler material are also preferred due to their high
surface area and pore volume and have a positive effect on gas permeability. In
this work, NiCoMOF-5 structure was synthesized using two different metals.
Then, NiCoMOF-5 was added into polyimide membrane to prepare a mixed matrix
membrane. The obtained MOF and MMM structures were evaluated various
characterization procedures. The results show that the mixed matrix membrane is
successfully synthesized and that the MOF added polyimide membrane improves the
gas permeability performance relative to the pure polyimide.

Kaynakça

  • [1] Dincer I., "Technical, environmental and exergetic aspects of hydrogen energy systems" International Journal of Hydrogen Energy, 27, 265-285. 2002.
  • [2] Jain I.P., "Hydrogen the fuel for 21st century" International Journal of Hydrogen Energy, 34, 7368-7378,2009.
  • [3] Züttel A., "Materials for hydrogen storage" Materials Today, 6, 24-33, 2003.
  • [4] Berg A.W.C. and Arean C.O., "Materials for hydrogen storage: current research trends and perspectives" Chemical Communications, 6, 668-681, 2008
  • [5] Adhikari S. and Fernando S.,"Hydrogen Membrane Separation Techniques" Industrial & Engineering Chemistry Research, 45, 875-881, 2006.
  • [6] Arjmandi M. and 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.
  • [7] Perez E.V., Balkus J., Ferraris J.P., Musselman I.H., "Mixed-matrix membranes containing MOF-5 for gas separations" Journal of Membrane Science, 328, 165-173. 2009.
  • [8] Li J., Cheng S., Zhao Q., Long P., Dong J., "Synthesis and hydrogen-storage behavior of metal–organic framework MOF-5" International Journal of Hydrogen Energy, 34, 1377-1382, 2009.
  • [9] Li, H., Shi W., Zhao K., Li H., Bing Y., Cheng P., "Enhanced Hydrostability in Ni-Doped MOF-5" Inorganic Chemistry, 2012. 519200-9207.
  • [10] Yang, J.-M., Q. Liu, and W.-Y. Sun, Co(II)-doped MOF-5 nano/microcrystals: Solvatochromic behaviour, sensing solvent molecules and gas sorption property. Journal of Solid State Chemistry, 2014. 218: p. 50-55.
  • [11] Yang, J.-M., Q. Liu, and W.-Y. Sun, Shape and size control and gas adsorption of Ni(II)-doped MOF-5 nano/microcrystals. Microporous and Mesoporous Materials, 2014. 190(Supplement C): p. 26-31.
  • [12] Ozturk, B. and F. Demirciyeva, Comparison of biogas upgrading performances of different mixed matrix membranes. Chemical Engineering Journal, 2013. 222: p. 209-217.
  • [13] Huang, L., et al., Synthesis, morphology control, and properties of porous metal–organic coordination polymers. Microporous and Mesoporous Materials, 2003. 58(2): p. 105-114.
  • [14] Sabouni, R., H. Kazemian, and S. Rohani, A novel combined manufacturing technique for rapid production of IRMOF-1 using ultrasound and microwave energies. Chemical Engineering Journal, 2010. 165(3): p. 966-973.
  • [15] Weng, T.H., H.H. Tseng, and M.Y. Wey, Fabrication and characterization of poly(phenylene oxide)/SBA-15/carbon molecule sieve multilayer mixed matrix membrane for gas separation. International Journal of Hydrogen Energy, 2010. 35(13): p. 6971-6983.
Toplam 15 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Diğer Bölümler
Yazarlar

Hülya Aykaç Özen 0000-0003-4990-6682

Bahtiyar Öztürk

Yayımlanma Tarihi 30 Aralık 2018
Kabul Tarihi 4 Eylül 2018
Yayımlandığı Sayı Yıl 2018

Kaynak Göster

APA Aykaç Özen, H., & Öztürk, B. (2018). Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi. Nevşehir Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 7(2), 166-173. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.434687
AMA Aykaç Özen H, Öztürk B. Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. Aralık 2018;7(2):166-173. doi:10.17100/nevbiltek.434687
Chicago Aykaç Özen, Hülya, ve Bahtiyar Öztürk. “Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi”. Nevşehir Bilim Ve Teknoloji Dergisi 7, sy. 2 (Aralık 2018): 166-73. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.434687.
EndNote Aykaç Özen H, Öztürk B (01 Aralık 2018) Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi 7 2 166–173.
IEEE H. Aykaç Özen ve B. Öztürk, “Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi”, Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, c. 7, sy. 2, ss. 166–173, 2018, doi: 10.17100/nevbiltek.434687.
ISNAD Aykaç Özen, Hülya - Öztürk, Bahtiyar. “Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi”. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi 7/2 (Aralık 2018), 166-173. https://doi.org/10.17100/nevbiltek.434687.
JAMA Aykaç Özen H, Öztürk B. Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2018;7:166–173.
MLA Aykaç Özen, Hülya ve Bahtiyar Öztürk. “Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi”. Nevşehir Bilim Ve Teknoloji Dergisi, c. 7, sy. 2, 2018, ss. 166-73, doi:10.17100/nevbiltek.434687.
Vancouver Aykaç Özen H, Öztürk B. Metal Katkılı MOF-5 İçeren Karışık Matriksli Membranlar İle Hidrojen Geçirgenliğinin İyileştirilmesi. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2018;7(2):166-73.

Dergimizin tarandığı indeksler


12300          20980     2097822081