Structuring Of Cellulose Nanocrystal Deposit Layers During Crossflow Membrane Filtration
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: BENGİSU BARIŞ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Pınar Zeynep Çulfaz Emecen
Eş Danışman: Emre Büküşoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma, TEMPO (2,2,6,6-Tetrametilpiperidin-1-oksil) ile oksitlenmiş selüloz nanokristallerinden (TEMPO-CNC'ler) çökelti tabakalarının oluşumunu ve yapılarının TEMPO-CNC konsantrasyonu, tuz konsantrasyonu ve biriktirme süresinden nasıl etkilendiğini araştırmaktadır. Sülfürik asit hidrolizi ile sentezlenen CNC'lerin TEMPO-oksidasyonu ile elde edilen TEMPO-CNC'ler, çapraz akışlı filtrasyon kullanılarak gözenekli destek membranları üzerine çökeltilmiştir. Oluşan kek tabakalarının stabilizasyonu için 0.2 M AlCl3 kullanılmış, ardından ultra saf su ile durulanmıştır. Kekteki akı davranışını, direnci, optik davranışı ve katı içeriğini araştırmak için polarize optik mikroskobu (POM), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve termogravimetrik analiz (TGA) gibi karakterizasyon teknikleri kullanılmıştır. Yapıdan AlCl3 geçirilmesi, kek direncini önemli ölçüde etkilemeden katı içeriğini yükseltmiştir, bu da kek tabakasından daha yüksek bir dirence sahip, yüksek konsantrasyonlu bir konsantrasyon polarizasyon tabakasının varlığına işaret etmiştir. Polarize optik mikroskobu, daha uzun biriktirme süreleri ile nematikten kolesterik yapıya bir geçiş olduğunu ortaya çıkarmıştır ve bu da kek tabakasında zamana bağlı yeniden yapılanmanın varlığını göstermiştir. 100 mM NaCl derişimi olan TEMPO-CNC süspansiyonunun filtrasyonu ile kek yüzeyinde agregasyon meydana gelmiştir. 5 mM NaCl ve farklı TEMPO-CNC konsantrasyonları ile hazırlanan kekler hem nematik hem de kolesterik düzen sergilemiştir. %0.30'luk TEMPO-CNC süspansiyonları ve çeşitli NaCl konsantrasyonları ile hazırlanan örneklerin yapılarında hem nematik hem de kolesterik düzen görülmüştür. Jel tabakası konsantrasyonları, sınırlayıcı akı verilerinden ağırlıkça yaklaşık %1 olarak tahmin edilirken KozenyCarman denklemi ve TGA kullanılarak daha yüksek katı içeriği hesaplanmıştır. Bu çalışma, çökelme süreleri, TEMPO-CNC ve tuz konsantrasyonu ile TEMPO-CNC kek tabakalarının yapısal özellikleri arasındaki ilişkinin daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır.