Synthesis of MFI type zeolite membranes in a continuous system
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2005
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: PINAR ZEYNEP ÇULFAZ
Danışman: HALİL KALIPÇILAR
Özet:ÖZ SÜREKLİ SİSTEMLERDE MFI TİPİ ZEOLİT MEMBRAN SENTEZ Çulfaz, Pınar Zeynep Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Asst. Prof. Dr. Halil Kalıpçılar Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ali Çulfaz Temmuz 2005, 124 sayfa MFI tipi zeolitler membran uygulamaları için en sık çalışılan zeolitlerdir. Zeolit membranlar, bugüne kadar çoğunlukla kendinden basınçlı, kesikli sistemlerde hidrotermal yöntem ile sentezlenmiştir. Bu yöntemin endüstriyel boyutta zeolit membranların sentezlenmesi aşamasına geçildiğinde yaratabileceği çeşitli sorunlar vardır. Bu sorunlar özellikle büyük ölçekte kullanılan geniş yüzey alanına ve karmaşık geometrilere sahip membran şekilleri söz konusu olduğunda ortaya çıkmaktadır. Bu çalışmanın amacı tüp şekilli alumina destekler üzerinde sürekli bir sistemde MFI tipi zeolit membranlar sentezlemektir. Sentez sistemi kapalı bir sistem olup membranın içinden akıtılan sentez çözeltisi sisteme geri döndürülerek bir döngü sağlanmıştır. Sentez, berrak çözeltiler kullanılarak, atmosfer basıncında ve 100°C'den düşük sıcaklıklarda yapılmıştır. Sentezlenen membranlar X-ışını kırınımı, taramalı elektron mikroskobu ve N2, SF6, n-bütan ve izobütan geçirgenlikleri ile karakterize edilmiştir. vıSürekli sistemde 80SiO2: 16TPA0H: 1536H20 başlangıç bileşimi ile 95°C'de, 2 um kalınlığında bir membran sentezlenmiştir. Membran 4.4 x 10"7 mol/m2.s.Pa'lık bir N2 geçirgenliği göstermiş, H^SFe ideal seçiciliği ise 11 olarak bulunmuştur. Aynı bileşim, silika kaynağı ve sentez sıcaklığı kullanılarak kesikli sistemde sentezlenen membrana kıyasla bu membranın daha ince ve homojen olduğu görülmüştür. Kesikli sistemde sentezlenen membran 3.4 x 10"7 mol/m2.s.Pa'lık bir N2 geçirgenliği göstermiş, N^SFe ideal seçiciliği ise 27 olarak bulunmuştur. Bu membranların ikisinin de 150 ve 200°C'de n-bütan/izobütan karışım (50%-50%) seçiciliği 6 olarak bulunmuştur. Literatürdeki MFI membranlar göz önünde bulundurulduğunda bu çalışmada sentezlenen membranlar akış içeren bir sistemde şu ana kadar sentezlenmiş birkaç membrandan biri, bunların arasında geri dönüşümlü bir sistemde sentezlenen ilk MFI tipi membranlardır. Bu membranların gaz geçirgenliği ve seçicilikleri literatürde yayınlanmış membranlarla kıyaslanabilir değerlerdir. Anahtar kelimeler: MR, zeolit membranlar, sürekli sistem, akış sistemi, düşük sıcaklık vıı