Selüloz nanokristal ve fotokatalizör katkısıyla üretilen nanolif hava filtreler ile iç ortam havasında bulunan uçucu organik bileşiklerin giderimi

Abstract

İnsanlar günlük hayatın büyük çoğunluğunu (%80- 90'ını) konut, işyeri ve okul gibi binalar ve uzun yol taşıma araçları (otobüs, uçak, tren vb.) gibi kapalı iç ortam havasında geçirmektedir. Bu nedenle, iç ortam havası, en az dış hava kalitesi kadar, insan sağlığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. İç ortam hava kalitesi, dış havanın girişinin kontrol edildiği ve iç hava sirkülasyonunun uygulandığı yapılardaki hava kalitesi olarak tanımlanabilmektedir. Sanayinin gelişmesi ile sıcaklık kayıplarını önlemek için yeni binalarda dış havaya karşı daha fazla izole edilmeye başlanmış, iç ortamdaki hava değişimindeki azalma iç havanın kalitesinin dış havadan daha kötü hale gelmesine yol açmıştır. Son yıllarda, iç ortam hava kalitesi ile ilgili yapılan çalışmalarda bazı parametrelerden kaynaklı olarak o hacimde zamanını geçiren insanlarda kısa ve uzun vadeli sağlık sorunlarının oluştuğu tespit edilmiştir. Özellikle kronikleşen bazı hastalık belirtilerinin iç ortam havası ile birebir bağlantılı olduğu belirlenmiş ve bu sağlık sorunları "Hasta Bina Sendromu" terimi altında toplanmıştır. Kötü iç hava kalitesi olan binalarda uzun süre kalan kişiler, kirletici kaynakların yoğunluğuna bağlı olarak etkilenebilmektedir. Çeşitli sağlık sorunlarına neden olan bu yapılara "hasta binalar" denir. Hasta bina sendromunun yaygın belirtileri; göz, burun ve boğazda tahriş, baş ağrısı, baş dönmesi, bulantı, kusma, fiziksel ve zihinsel yorgunluk, hafıza kaybı, konsantrasyon eksikliği, deride gözlenen tahriş, kızarıklık, ağrı, kaşıntı ve kuruluk olabilmektedir. Hasta bina sendromuna neden olan iç ortam kirleticilerinden biri olan Uçucu Organik Bileşikler (UOB) konsantrasyonları düşük olmasına rağmen (ppb değerlerinde) uzun süreli maruziyet kronik eğilime sebep olmaktadır. Tezin konusu; iç ortam havasında bulunan ve hasta bina sendromunun temel nedenlerinden olan UOB'lerin adsorpsiyon ve oksidasyon mekanizmalarıyla yenilikçi kompozit nanolif filtre malzemeleri ile gideriminin incelenmesidir. Kompozit nanolif filtrelerin üretiminde elektroeğirme yöntemi kullanılmış ve farklı polimerler (poliamid6-PA6 ve poliakrilonitril-PAN), adsorpsiyonu sağlayan nanoadsorbent olarak selüloz nanokristal (SNK) ve oksidasyonu gerçekleştiren farklı nanofotokatalizörler (TiO2 ve ZnO) kullanılarak farklı içerikte nanofil hava filtreleri geliştirilmiştir. Tez kapsamında, hazırlanan kompozit nanolif filtrelerin üretimi, karakterizasyonu, performans testleri ve filtre tasarımı çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Tezin önemi, literatürde kısıtlı çalışma alanına sahip olmuş ve genelde izleme çalışmalarına rastlanılan ama insan sağlığı için çok fazla öneme sahip olan iç ortam kirleticilerinin giderilmesi için filtrasyon teknolojilerinin uygulanabilirliğinin ayrıntılı incelenmesi, filtre malzeme özelliklerinin belirlenmesi ve bu özelliklerin kirletici maddeye özel geliştirmesi, bu aşamaların bir deneysel sistematik içerisinde kurgulanması ve yönetilmesidir. Neticede adsorpsiyon+fotokatalitik oksidasyon mekanizmalarının eş zamanlı olarak filtrasyon teknolojisinde uygulanması, UOB gideriminin sağlanması ve filtre malzemesinin günlük hayatta kullanılabilecek düzeyde ticari bir ürüne dönüşme potansiyelinin incelenmesidir.