Pvdf-metaloksit kompozit membranların filtrasyon özelliklerinin ve benzil alkol yükseltgenme reaksiyonlarında katalitik performanslarının incelenmesi

Bu çalışmada metaloksit-PVDF kompozit membranların hazırlanması ve karakterizasyonu yapılmıştır. Örneklerin kataliz ve filtrasyon işlemlerinde kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. TiO2, Fe3O4 ve MnO2'nin (Birnesit) %14'lük PVDF'ye (DMF çözeltisinde, k/k) eklenmesiyle elde edilen karışım, 300 μm kalınlığında dağıtılmış ve faz dönüşümü yöntemiyle %0,5, 1, 2, 4, 6, 8, 10 oranında katkılı kompozit membranlar elde edilmiştir. Örneklerin karakterizasyonları XRD, FT-IR, TG-DTA, SEM ve temas açısı teknikleri kullanılarak yapılmıştır. IR sonuçlarından artan katı oranıyla PVDF'nin α-fazının kaybolduğu görülmüştür. %6, 8, 10 oranında katı içeren örneklerin SEM görüntülerinden parmaksı yapıların daraldığı anlaşılmıştır. Katının katalitik etkisinden dolayı sıcaklık artışıyla birlikte polimerin bozunması hızlanmıştır. Ham PVDF'nin, TiO2-P, Fe3O4-P ve MnO2-P'nin bozunma sıcaklıkları sırasıyla 470, 333, 412 ve 460 ºC'dir. Ham PVDF ve kompozitlerin temas açıları sırasıyla 74,0º, 52,0º, 41,5º ve 62,0º ölçülmüştür. Benzil alkol oksidasyonunda örneklerin katalitik aktiviteleri mikrodalga ortamında (8 dk, 500 W) 1/1 alkol/peroksit oranında incelenmiştir. TiO2-P, Fe3O4-P ve MnO2-P ile en yüksek dönüşüm %93,8, 99,2 ve 90,7; benzaldehit seçiciliği ise %45,4, 66,4 ve 67,8'dir. MnO2-P ile metanol çözücüsünde 2-fenilbenzimidazol verimi %80'dir. Ham PVDF, %4 TiO2-P, %2 Fe3O4-P ve %4 MnO2-P'nin 2 bar basınçta saf su akış değerleri (SA) sırasıyla 62, 99, 94 ve 80 L/m2.sa'dır. En iyi BSA dışlama verimi pH=3 ve 7,4'de elde edilmiştir. Akrilik asit aşılanmış PVDF örneklerinin SA değerleri azalırken, BSA dışlama oranları artmıştır.