Aquaporin z eklentili düz plaka nanofiltrasyon membranların üretimi, karakterizasyonu ve organik madde giderimi

21.yy'ın en önemli sorunlarından olan su kıtlığı ve yüksek enerji ihtiyacı duyan arıtım prosesleri bilim insanlarını yeni teknolojiler geliştirmeye ve yeni çözüm yolları aramaya teşvik etmektedir. Bu sorunlara çözümler getirecek teknolojilerin başında ise membran prosesleri gelmektedir. 1960'lı yıllardan günümüze kadar olan süreçte endüstriyel gelişimde hızla yol kat eden membran teknolojileri gerek desalinasyon gerek endüstriyel suların arıtılması ve gerekse içme suyu arıtımında etkinliğini arttırmaktadır. Membran proseslerde yapılan araştırmalarda nanopartiküllerin ve biyolojik elementlerin dahil edilmesinin membran performanslarını arttırdığı bildirilmiştir. Özellikle son yıllarda aquaporinler olarak bilinen su kanalı proteinlerinin, membranlara dahil edilerek su arıtma açısından önemli bir cazibe haline geldiği bilinmektedir. Bu çalışmada, nanoteknoloji ve membran teknolojisinin avantajlarının bir arada bulunduğu etkili arıtım sağlayabilen nanofiltrasyon membranlarının elde edilmesi amaçlanmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında AquaporinZ (AqpZ) eklentili membranlar üretilerek, yüksek akı ve yüksek organik madde giderimi sağlayan membran üretimi hedeflenmektedir. Literatürde Aquaporin eklentili membranlarla organik madde giderim verimi üzerine bir çalışma bulunmamaktadır. Ayrıca bu çalışmada lipozom konsantrasyonunun akı ve giderim üzerindeki etkinliğide araştırılmaktadır. Nanofiltrasyon seviyesinde üretilmiş düz plaka membranlar için destek tabakası olarak Polisülfon (PSf, P-3500), PVP-K15 ve PVP-K30 ile üretilmiş destek tabakası kullanılmıştır. UF seviyesindeki destek tabaka membranının NF seviyeye getirilmesi ince film komposit ara yüzey polimerizasyon yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. NF seviyesinde üretilen membranların optimizasyonunda ince film kaplaması sırasında kullanılan amin monomerin bekletme süresi ve AquporinZ proteinin içerisine yerleştirildiği DOPC lipozom konsanstrasyonu parametlerinde değişiklik yapılmıştır. Amin monomerin bekletme süreleri 2 dk ve 15 dk olarak uygulanmıştır. DOPC lipozom konsantrasyonu 0.1 mg/ml ve 0.5 mg/ml olarak kaplama gerçekleştirilmiştir. Kaplama sonrasında elde edilen membran çeşitleri; İFK 2 dk, İFK 15 dk, 0.1 mg/ml DOPC 2 dk, 0.1 mg/ml DOPC 15 dk, 0.5 mg/ml DOPC 2 dk ve 0.5 mg/ml DOPC 15 dk şeklindedir. Üretilen membranların tuz tutunum performansının belirlenmesinde 1000 ppm'lik MgSO4 ve NaCl tuz çözeltileri kullanılmıştır. Organik madde giderim performansının belirlenmesinde ise hümik asit ve tanik asit çözeltileri kullanılmıştır. Amin monomer bekletme süresinin arttırılması İFK ve AquaporinZ eklentili membranlarda membranlarda saf su akı artışını sağlamıştır. Lipozom konsantrasyonunun arttırılması da membranlar üzerinde ciddi bir akı artışına sebep olsada tuz tutunumu gideriminde aynı oranda düşmesine sebep olmuştur. Organik madde giderim verimlerine bakıldığında ise AqpZ katkısının organik madde akısı üzerinde olumlu katkı sağladığı görülmektedir.