Dergiler / Academic Platform Journal of Engineering and Smart Systems / 2021 / Cilt: 9 Sayı: 1

Arayüzey Polimerizasyonu Metodu ile İnce Boşluklu Nanofiltrasyon (NF) Membran Üretimi ve Performans Değerlendirmesi

Fabrication of Hollow Fiber Nanofiltration Membrane by Interfacial Polymerization Method and Performance Evaluation

Sayfa
92–102
Yayın Tarihi
2021-01-29
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bulgulara göre giderilecek tuz cinsine bağlı olarak uygulanacak NF membranın farklılık gösterdiği sonucuna varılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:İnce boşluklu (hollow fiber (HF)) ultrafiltrasyon (UF) membranların dış yüzeyi, arayüzey polimerizasyon metodu ile ince film kaplanarak, nanofiltrasyon (NF) membranlar üretilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Farklı monomerlerin ve bekletme sürelerinin membran performansı üzerindeki etkilerinin belirlenebilmesi için üretimde iki farklı monomer, (m-fenilen diamin (MPD) ve piperazin (PIP)) kullanılmış ve açil klorid monomeri için (trimezoil klorid (TMC)) farklı temas süreleri (2 dk, 1 dk ve 30 sn) uygulanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Bulgulara göre giderilecek tuz cinsine bağlı olarak uygulanacak NF membranın farklılık gösterdiği sonucuna varılmıştır.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:İnce Boşluklu Membran · Nanofiltrasyon Membran Üretimi · Arayüzey Polimerizasyonu

Özet

İnce boşluklu (hollow fiber (HF)) ultrafiltrasyon (UF) membranların dış yüzeyi, arayüzey polimerizasyon metodu ile ince film kaplanarak, nanofiltrasyon (NF) membranlar üretilmiştir. Farklı monomerlerin ve bekletme sürelerinin membran performansı üzerindeki etkilerinin belirlenebilmesi için üretimde iki farklı monomer, (m-fenilen diamin (MPD) ve piperazin (PIP)) kullanılmış ve açil klorid monomeri için (trimezoil klorid (TMC)) farklı temas süreleri (2 dk, 1 dk ve 30 sn) uygulanmıştır. Üretilen membranların karakteristiği ve performansları SEM görüntüleri, saf su geçirgenlikleri, temas açısı, yüzey pürüzlülüğü, tuz tutunumu (MgSO4 ve NaCl) ve akı verileri incelenerek değerlendirilmiştir. Membranların SEM görüntüleri, tüm üretim koşullarında ince film tabakasının oluştuğunu göstermiştir. Yüzey pürüzlülüğü üzerinde MPD monomerinin, PIP monomerine göre daha etkili olduğu belirlenmiştir. En iyi geçirgenlik değeri TMC için uygulanan bekletme sürelerine bağlı olarak farklılık (PIP için TMC (2 dk), MPD için TMC (1 dk)) göstermiştir. Farklı amin monomerler kullanılarak üretilen membranlar dört farklı basınç altında (3, 6, 9, 12 bar) işletilmiştir. PIP monomeri ile üretilen membranlarda daha yüksek tuz akıları ve giderim verimleri elde edilmiştir. % 50 ve üzerinde MgSO4 giderimi, % 2 PIP, % 0.13 TMC (2 dk ve 1 dk), ve % 2 MPD, % 0.13 TMC (2 dk ve 30 sn) olan membranlarda izlenmiştir. NaCl gideriminde ise en yüksek verim (% 39.6), % 2 MPD, % 0.13 TMC (30 sn) ile üretilen membranlarda elde edilmiştir. Bulgulara göre giderilecek tuz cinsine bağlı olarak uygulanacak NF membranın farklılık gösterdiği sonucuna varılmıştır.

Abstract

The outer surfaces of the hollow fiber (HF) ultrafiltration (UF) membranes were coated by the interface polymerization method and nanofiltration (NF) membranes were produced. For the determination of different monomers and contact time effects on the membrane performance, two different monomers, (m-phenylene diamine (MPD) and piperazine (PIP)) and different contact time (2 min, 1 min and 30 sec) to the acyl chloride monomer (trimezoyl chloride (TMC)) were applied in the fabrication of membrane. The characterization and performance evaluation of the produced membranes were investigated with SEM images, pure water permeability, contact angle, surface roughness, salt retention (MgSO4 and NaCl) and flux data. SEM images of the membranes showed that a thin film layer formed in all production conditions. It was determined that MPD monomer is more effective than PIP monomer on surface roughness. The best permeability value showed variation depending on the applied contact time for TMC. Produced membranes by using different amine monomers were operated under four different pressures (3, 6, 9, 12 bar). Higher salt fluxes and removal efficiencies for MgSO4 were obtained in membranes produced with PIP. 50% and above of MgSO4 removal was observed in membranes with 2% PIP, 0.13% TMC (2 min and 1 min), and 2% MPD, 0.13% TMC (2 min and 30 sec). The highest NaCl removal efficiency (39.6%) was obtained in membranes produced with 2% MPD, 0.13% TMC (30 sec). According to the findings, it was concluded that the NF membrane to be applied differs depending on the type of salt to be removed.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GENCELİ, E., ÜRPER, G., ŞENGÜR, R., TÜRKEN, T., KOYUNCU, İ. (2021). Arayüzey Polimerizasyonu Metodu ile İnce Boşluklu Nanofiltrasyon (NF) Membran Üretimi ve Performans Değerlendirmesi. Academic Platform Journal of Engineering and Smart Systems, Cilt: 9 Sayı: 1, 92–102. https://ajindex.com/articles/899449

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (7)

  1. Raman, L. P., Cheryan, M. and Rajagopalan, N., 1994. Consider nanofiltration for membrane separations, Chemical Engineering Progress, 90: 68-74.
  2. Dalwani, M., 2011. Thin film composite nanofiltration membranes for extreme conditions. Doktora Tezi, University of Twente, Hollanda, 169. Morgan, P.W., 1965. Condensation polymers: By interfacial and solution methods. In Polymer Reviews. Vol. 10. Wiley, New York, 19–64.
  3. Cadotte, J.E., Cobian, K.E., Forester, R.H., Petersen, R.J.,1976. Continued evaluation of in-situ-formed condensation polymers for reverse osmosis membranes, NTIS Report No. PB-253193, 90. Cadotte, J.E., Steuck, M.J., Petersen, R.J., 1978. Research on in-situ-formed condensation polymers for reverse osmosis membranes, NTIS Report No. PB- 288387. Lau W.J. and Ismail A.F, 2011. Progress in interfacial polymerization technique on composite membrane preparation. 2nd International Conference on Environmental Engineering and Applications IPCBEE vol.17, Singapore. Lee, K.P., Arnot, T.C., Mattia, D., 2011. A review of reverse osmosis membrane materials for desalination—Development to date and future potential. Journal of Membrane Science, 370: 1-2, 1-22.
  4. Li, D., and Wang, H., 2010. Recent development in reverse osmosis desalination membranes. Journal of Materials Chemistry, 20, 4551–4566. DOI: 10.1039/b924553g. Lau, W.J., Ismail, A.F., Misdan, N., Kassim, M.A., 2012. A recent progress in thin film composite membrane: A review. Desalination 287, 190–199. doi:10.1016/j.desal.2011.04.004. Mohammad, A.W., Hilal, N., and Seman, M.N.A., 2005. Interfacially polymerized nanofiltration membranes: atomic force microscopy and salts rejection studies. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 96, 605–612. DOI 10.1002/app.21157. Jeong, B.-H., Hoek, E.M.V., Yan, Y., Subramani, A., Huang, X., Hurwitz, G., Ghosh, A.K., Jawor,. A., 2007. Interfacial polymerization of thin film nanocomposites: a new concept for reverse osmosis membranes. Journal of Membrane Science, 294: 1–7.
  5. Lau, W.J., and Ismail, A.F., 2009. Polymeric nanofiltration membrane for textile dyeing wastewater treatment: preparation, performance evaluation, transport modelling, and fouling controls — a review. Desalination, 245: 321–348.
  6. Kong, C., Kanezashi, M., Yamomoto, T., Shintani, T., Tsuru, T., 2010. Controlled synthesis of high performance polyamide membrane with thin dense layer for water desalination. Journal of Membrane Science 362: 76–80.
  7. Tomaschke, J. E. 2000. Interfacial Composite Membranes’’, Hyd