FBE- Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/18832

Gözat

Yazar "İmer, Derya Yüksel" ile FBE- Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi Programı'a göz atma
  • Öge
    İç ortam havasında bulunan uçucu organik bileşiklerin (UOB) farklı nanomalzeme katkılı polimerik nanolif filtreler ile giderilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07-22) Aydın, Dila ; İmer, Derya Yüksel ; 501161705 ; Çevre Bilimleri Mühendisliği ve Yönetimi ; Environmental Sciences Engineering and Management
    Şehirlerde yaşayan insanların çoğu zamanlarının yaklaşık olarak %80-90'ını evler, işyerleri, alışveriş merkezleri, ulaşım araçları (tren, otobüs, uçak, gemi vb.) gibi kapalı mekânlarda geçirmektedir. Bu durum zamanlarının çoğunu bu gibi kapalı ortamlarda geçiren insanların sağlıklarını, çalışma verimliliklerini etkilediği için son yıllarda yapılan çalışmalar da iç ortam hava kalitesine yoğunlaşmaktadır. Yapılan bu araştırmalar, iç ortam havasının havalandırma sistemindeki zayıflıklar nedeniyle dış ortamdaki seviyelerden daha yüksek kirletici madde bulundurabileceğini göstermektedir. Bu kirleticilerden uçucu organik bileşikler (UOB) miktarsal olarak büyük paya sahiptir ve özellikle "Hasta Bina Sendromu (HBS) " olarak isimlendirilen rahatsızlığın en temel nedenlerinden birisidir. UOB'lerin gideriminde farklı teknolojiler kullanılabilmektedir. Literatürdeki çalışmalara bakıldığında en ideal teknolojinin fotokatalitik oksidasyon olduğu fakat adsorpsiyonunda yardımcı mekanizma olarak kullanılması gerektiği sonucuna varılmaktadır. Bu iki mekanizmanın farklı malzemelerin kullanımıyla filtre malzemesinde gerçekleştirilmesi bu tezin ana fikridir. Heterojen fotokatalizörlerin havadaki organik kirleticilerin gideriminde verimli, ekonomik ve çevre dostu malzemeler olduğu literatürde belirtilmiştir. Özellikle titanyum dioksit (TiO2) ve çinko oksit (ZnO) katalizörleri sahip oldukları yüksek fotokatalitik aktivite, kimyasal ve biyolojik olarak parçalanamıyor olmaları ve yüksek fotokimyasal stabiliteleri nedeniyle organik maddelerin parçalanmasında kullanılan en verimli ve özellikleri en iyi bilinen fotokatalizörlerdir. Tezde önerilen temel mekanizma, bir nanolif ağ yapısı içerisine adsorpsiyonu arttırıcı nanokil ve fotokatalitik oksidasyon sağlayıcı TiO2 ve ZnO malzemelerin entengre edilmesi ve uzun süreli ortam havasından UOB'nin giderilmesidir. Bu mekanizmanın verimini etkileyen iki önemli faktör bulunmaktadır. Bu faktörler iç ortam havasında düşük konsantrasyonlarda bulunan UOB'lerin fotokatalizör ile temasının sağlanması için adsorpsiyonu arttıracak yüzey alanı ihtiyacı ve zamanla kirlenmeden dolayı verimi düşecek olan fotokatalizörlerin sürdürülebilir bir şekilde tekrar kullanılabilirliğinin sağlanmasıdır. Bu sebeple temel reaksiyonu sağlayacak fotokatalizörlerin bu iki faktör göz önünde bulundurularak uygun bir nanolif yapısı içerisinde kullanılması gerekmektedir. Bu yapıların oluşturulması için son yıllarda birçok alanda kullanılan yüksek yüzey alanı ve düşük filtrasyon dirençlerine sahip olan polimerik nanolif filtreler incelenmiştir. Nanolif filtre üretiminde poliamit-6 (PA6) polimeri ve bu polimer ile nanoadsorbent olarak halloysit nanotüp-HNT ve nanokil-NK, katalizör olarak ise TiO2 ve ZnO yapıların kompozit olarak hazırlanması, karakterizasyon ve performans çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Polimer ile elektroeğirme yönteminin optimizasyonu sonrası HNT ve NK adsorbentleri ve nanofotokatalizörler için (i) agloremasyon olmayacak şekilde konsantrasyon belirlenmesi (ii) uygun disperse etme koşullarının belirlenmesi (iii) elektroeğirme şartlarının belirlenmesi aşamaları uygulanmıştır. Üretim ardından nanoliflerin yapısal karakterizasyonu için fiber çapı (SEM ile), organik bağlar (FTIR ile), kristal yapısı (XRD ve SEM-EDS ile) ve akma/çekme dayanımı değerleri ile mekanik dayanım özelliği (DMA ile), performans değerlendirmesi için standart yöntemler ile hava geçirgenliği ve su buharı geçişi, model UOB olarak toluen adsorpsiyon ve oksidasyon döngülerinde giderim verimleri belirlenmiştir. Bu tezdeki özgün değer; iç ortam havasından UOB giderimi için hızlı kütle transferi sağlayacak, yüksek oksidasyon verimine ve kendi kendini temizleme özelliğine sahip ve yüksek mekanik dayanımı olan, eşzamanlı giderim mekanizmalarının (adsorpsiyon+oksidasyon) gerçekleşeceği verimli ve modüler filtre sistemlerine yerleştirilebilecek filtre malzemelerinin literatürden farklı yaklaşımlar ile gerçekleştirilmesidir. Güçlendirilmiş/fotokatalizör katkılı polimerik nanolif filtre malzemelerinin mühendislik yaklaşımıyla üretilmesi, karakterizasyonu, laboratuvar ölçekte denenmesi izlenen temel yöntemlerdir.