1.304
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Plastik endüstrisi atıksuyunun NF270 membranı kullanılarak nanofiltrasyon yöntemiyle arıtımı
Dünya nüfusunun artış gösterdiği bu dönemde doğal olarak su tüketimi de artış göstermektedir. Bu da su tüketiminin azaltılması ve kirli suların yeniden kullanılabilmesi için yeni yol arayışlarını oraya çıkarmıştır. Atık su arıtma prosesi, çeşitli alan veya sektörlerde kullanılan suyun işlevini kaybetmeden yeniden kalite standartlarına uygun olarak kullanılabilmesi için gerekli su arıtma süreçlerinin bütünüdür. Membranlar iki homojen faz arasında seçici geçirgen bir katman görevi görür. Dolayısıyla önemli bir ayırıcıdır. Evsel ve endüstriyel atık suların arıtılmasında, gazların ayrılmasında, elektrokimyasal proseslerde, membran bazlı sensörlerde, kontrollü ilaç salınımı vb. gibi alanlarda membran kullanımı oldukça yaygındır. Bu çalışmada plastik sektöründen alınmış bir atık suyun NF270 membranı kullanılarak çapraz akışlı arıtma prosesi ile arıtım işlemi incelenmiştir. Plastik sektörüne ait bir atık su 2 farklı besleme sıcaklığı (25°C, 30°C) ve 3 farklı basınç ( 4 bar 6 bar 8 bar)'ta çalışılarak numuneler elde edilmiş, sıcaklık ve basıncın renk giderimi, iletkenlik, bulanıklık giderim verimleri üzerine etkileri araştırılmıştır. 5, 15, 30, 45. Dakikalarda alınan numunelerin iletkenlik, bulanıklık, renk giderimi, askıda katı madde miktarı ve akı değerleri hesaplanmış sonuçlar yorumlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda akı değerinin en yüksek kaydedildiği çalışma koşulu 96,8 (L/m2saat) akı ile 25°C ve 6 bar olarak belirlenmiştir. Renk giderimi verimi ise 30°C 8 bar'da %99 olarak kaydedilmiştir. 8 bar 30°C'de iletkenlik verimi %43,5, bulanıklık giderim verimi %99, askıda katı madde giderim verimi ise %98,1 olarak hesaplanmıştır. 8 bar 30°C iletkenlik, bulanıklık ve askıda katı madde giderim veriminin en yüksek görüldüğü çalışma koşulları olarak belirlenmiştir.
Paulownia ağacından elde edilen aktif karbonun sulu çözeltiden boyar madde gideriminde değerlendirilmesi
Aktif karbon; yüzeyi genişletilmiş, gözenekli yapıya sahip bir karbon şeklidir ve organik maddelerin yüksek sıcaklıkta, oksijensiz ortamda karbonizasyonuyla üretilir. Kimyasal aktivasyonun, yüksek yüzey alanına ve dar mikro gözenek dağılımına sahip karbonlar elde etmede etkin bir yöntem olduğu bilinmektedir. Aktif karbonların en bilinen uygulama alanları; saflaştırma, organik kirleticilerin içme suyundan uzaklaştırılması ve seçici adsorpsiyonla kimyasalların geri kazanımıdır. Avantajları, yüzeylerindeki geniş gözenekli yapı sayesinde organik bileşikleri adsorbe ederek sudan etkili bir biçimde uzaklaştırabilmeleridir. Bu çalışmada, Paulownia ağacı odunundan ZnCl2 ile kimyasal aktivasyon yapılarak üretilen aktif karbon kullanılarak, metilen mavisi (MB) ve metil oranj (MO) boyalarının sulu çözeltilerinden giderimi incelenmiştir. MB ve MO için, optimum derişim değeri belirlenip pH, sıcaklık, adsorban miktarı ve temas süresi etkileri araştırılmıştır. Elde edilen izoterm verileri Langmuir ve Freundlich izoterm denklemlerine göre analiz edilmiş ve sonuçların Langmuir denklemine uygun olduğu belirlenmiştir. Aktif karbonun zamana bağlı olarak boya giderim hızı, sabit boya başlangıç derişiminde incelenmiş ve elde edilen veriler sözde 1. mertebe ve sözde 2. mertebe adsorpsiyon kinetik modellerine göre analiz edilmiştir. Her iki boya için sonuçlar sözde 2. mertebe modelin adsorpsiyon kinetiğini daha iyi tanımladığını göstermiştir.
Farklı tür kumaşlara metal oksit katkılı polimer kompozitlerin kaplanması ve çok fonksiyonlu özelliklerinin incelenmesi
Süperhidrofobik yüzeyler, düşük yüzey enerjili ve pürüzlü mikro-nano dokularla elde edilir. Bu tür yapıları elde etmede florokarbonlar sıklıkla hidrofobik modifikasyon için kullanılır. Bununla birlikte, florlu bileşikler pahalıdır, çevreyi kirletir ve potansiyel olarak toksiktir. Florlu bileşiklerin çevresel zararları nedeniyle PDMS gibi flor içermeyen malzemeler çevresel avantajlarıyla öne çıkmaktadır. Süperhidrofobik kumaşlar, su itici, kendi kendini temizleyen, UV koruma ve alev geciktirici özellikleriyle tekstil sektöründe önemlidir. Ancak, flor içermeyen ve düşük maliyetli yöntemlerle çok işlevli kumaş üretimi hala bir zorluktur. Yeşil sentezlenmiş ZnO nanopartiküllerin süperhidrofobiklik üzerindeki etkisi yeterince araştırılmamıştır. Bu çalışma, basit daldırma kaplama yöntemiyle flor içermeyen, süperhidrofobik polyester ve viskon kumaşlar geliştirmeyi ve bu nanopartiküllerin performansını incelemeyi hedeflemiştir. Bu bağlamda, sol-jel ile sentezlenen SiO2 nanopartikülleri ve ayva çekirdeği musilajından yeşil sentezle ZnO nanopartiküllerinin eldesiyle farklı kombinasyonlarda kompozitler hazırlanmıştır. Elde edilen bu kombinasyonların farklı tür tekstil kumaşları üzerindeki kendi kendini temizleyebilme özelliği (fotokatalitik etki), süperhidrofobiklik ve UV koruma faktörü (UPF) performansı incelenmiştir. Farklı kombinasyonlarda hazırlanan kompozitler (PDMS, PDMS/ZnO, PDMS/SiO2-ZnO/PDMS, ZnO/SiO2-PDMS, SiO2/ZnO/PDMS ve SiO2/PDMS) ile viskon ve polyester kumaşlara yapılan kaplamalar karşılaştırılmıştır. ZnO/SiO2-PDMS ile kaplı olan viskon ve polyester kumaşlar, süperhidrofobiklik yönünden en iyi performansı göstererek ortalama temas açıları sırasıyla 111,3° ve 144,7° olarak bulunmuştur. ZnO/PDMS-SiO2/PDMS ile kaplı viskon kumaşın UPF değeri 32 olarak bulunarak mükemmel bir UV koruma sağlayabileceği görülmüştür. Bu tez çalışması, farklı kombinasyonlarda hazırlanan kompozitler ile kaplanan kumaşların UV koruma, fotokatalitik etki ve süperhidrofobiklik performansını artırmadaki etkisini ele almıştır. ZnO nanopartiküllerin ayva çekirdeği musilajından yeşil sentez gibi çevre dostu yöntemlerle elde edilmiş olması, sürdürülebilirlik açısından çok önemlidir. Bu çalışma, nanoteknolojinin tekstil sektöründe çevre dostu ürünlerin geliştirilmesine zemin hazırlamaya katkı sağlayacaktır.
Sulu çözeltiden yağ gideriminde kullanmak için polimerik kompozit malzeme üretimi
Bu çalışmada, sulu çözeltiden yağ giderimi için, nanokristal selüloz (NKS) takviyeli, polimer matrisli (polivinil alkol (PVA)) nanokompozit malzemeler üretilmiştir. Çalışmada önce biyokütleden selüloz, daha sonra selülozdan nanokristal selüloz (NKS) hazırlanmıştır. Yağ gideriminde kullanılacak polimerik kompozit malzemenin çevre dostu, sürdürülebilir ve yenilenebilir özelliğe sahip olması amacıyla, selüloz eldesinde biyokütle olarak marul atığı (MR) ve deniz yosunu (DY) kullanılmıştır. Bitkisel atık maddelerden selülozlar ekstrakte edilmiştir. Sonrasında selülozlara çeşitli işlemler uygulanarak kristal forma (NKS) dönüştürülmüştür. Bir sonraki aşamada NKS'ler PVA polimeri ile birleştirilerek nanokompozit malzemeler üretilmiş ve yağ/su ayrımı için çeşitli testlerde kullanılmıştır. Son olarak da Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Ters Gaz Kromatografisi (TGK), X Işını kırınım dağılımı (XRD) yöntemi ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) analizleri sayesinde ham maddelerin, NKS'lerin ve kompozitlerin termal davranışları, kimyasal yapıları, morfolojik ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Tüm bu analizlerin yanında yağ/su ve yağlı emülsiyonlar kullanılarak adsorpsiyon kapasitesi, damla testi, yağ damlalarının uzaklaştırılması testi ve ham maddelere de karakterizasyon testleri uygulanmıştır. Yapılan çalışmaların sonucunda yağlı atık suların arıtımı için geliştirilmek üzere biyobozunur, sürdürülebilir ve çevreye dost nanokompozit malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir. Uygulanan analizler ve testler, nanokompozit malzeme üretiminde bitkisel atıklardan elde edilen nanoselülozların biyobozunur bir polimerde dolgu maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir.
Nanokristal selüloz katkılı biyobozunur kompozitlerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında, dolgu maddesi olarak karpuz kabuğu albedosu, salatalık kabuğu ve biber sapı olmak üzere üç farklı biyokütle kaynağından elde edilen nanokristal selüloz (NCC), biyobozunur bir polimer olan kitosan matrisine eklenmiş ve nanokompozitler hazırlanmıştır. NCC'lerin eldesi için öncelikle biyokütle atıklarından selüloz ekstraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Ardından elde edilen selülozlara bir dizi işlem uygulanarak NCC'ye dönüştürülmüştür. Elde edilen NCC'ler, kütlece %5 oranında, çözelti döküm yöntemiyle kitosana eklenerek nanokompozitler hazırlanmıştır. Bu çalışmanın amacı, geleneksel kompozitlere göre daha az miktarlarda dolgu malzemesi kullanarak, daha çevreci, daha üstün özelliklere sahip yeni malzemeler elde etmektir. Çalışmanın son aşamasında; Ters Gaz Kromatografisi (TGK), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Termogravimetrik Analiz (TGA), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve X Işını kırınım dağılımı (XRD), yöntemleri ile doğal biyokütlelerin (karpuz kabuğu albedosu, salatalık kabuğu, biber sapı), bu biyokütleler kullanılarak elde edilen NCC'lerin ve sentezlenen nanokompozitlerin, yüzey ve morfolojik karakterizasyonu gerçekleştirilmiş, kimyasal yapıları ve termal davranışları incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, üç farklı tarımsal atıktan elde edilen nanoselülozların, nanokompozit üretiminde dolgu maddesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Çevresel açıdan risk oluşturmayan, insan sağlığına zararı bulunmayan ve biyobozunur özellikteki kompozit hibrit malzemelerin, gıda ambalajı ve gıda kaplama gibi alanlarda geleneksel polimerlere alternatif olarak kullanılma potansiyellerinin bulunduğu belirlenmiştir.
CNT destekli Cu, Nb ve Fe bazlı katalizörlerin NaBH4 metanolizinden hidrojen üretimi için geliştirilmesi
Bu çalışmada, sodyum borhidrür (NaBH4) indirgeme yöntemi kullanılarak karbon nanotüp (CNT) destekli Cu, Bi, Nb, Fe, CuBi, CuFe ve NbBi katalizörü farklı atomik oranda sentezlendi. Sentezlenen katalizörlerin NaBH4 metanolizi ile hidrürde depolanan hidrojeni geri kazanımı için katalitik performansları incelenmiştir. Katalizörlerin karakterizasyonu için XRD, SEM-EDX ve haritalama, XPS, TPR ve TPD analiz teknikleri kullanılmıştır. Farklı oranlarda hazırlanan katalizörlerin hidrojen üretim hızları incelenmiş ve en yüksek hidrojen üretim hızına sahip her bir katalizör için optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. NaBH4 miktarı, metanol miktarı, katalizör miktarı ve farklı sıcaklıklar için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. 30 °C reaksiyon sıcaklığında, hidrojen üretim hızlarının %3 Nb/CNT için 7616,28 mL/gkat.dk, %3 Fe/CNT için 8900,04 mL/gkat.dk, %3 Bi/CNT için 7158,96 mL/gkat.dk, %3 Cu/CNT için 7246,08 mL/gkat.dk, %3 CuFe(50:50)/CNT için 8954,16 mL/gkat.dk, %3 NbBi(50:50)/CNT için 8826,6 mL/gkat.dk ve %3 CuBi(80:20)/CNT için 9716,28 mL/gkat.dk olduğu bulunmuştur. Kinetik araştırmalar sonucunda, Arrhenius denklemi kullanılarak %3 CuBi(80:20)/CNT, %3CuFe(50:50)/CNT, %3NbBi(50:50)/CNT ve %3Fe/CNT katalizörleri için metanoliz sürecinin aktivasyon enerjileri sırasıyla 34,72 kJ/mol, 14,85 kJ/mol, 17,897 kJ/mol ve 14,166 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.
Akarsularda su kalitesi belirleme ve modelleme
Akarsu kirliliği, canlı yaşamını olumsuz etkileyen önemli bir çevre problemidir. Bu çevre probleminin önüne geçmek için, öncelikle akarsu havzalarında su kalitesinin izlenerek kirlilik kaynakları tespit edilmelidir. Sonrasında, belirlenen kirlilik kaynaklarının akarsuya etkisi araştırılarak çevre kirlenmesinin kontrol edilebilmesi için gerekli önlemlerin alınması gerekir. Kirlilik kaynaklarının akarsu uzunluğu boyunca oluşturabileceği olumsuz etkilerin öngörülmesi ve dolayısıyla yapılacak yatırımların akarsuya olası etkilerinin belirlenebilmesi için su kalitesi modellerinin oluşturulması ve bilgisayar ortamında benzetimi oldukça önemlidir. Su kalitesi modellerinde yer alan parametrelerin deneme-yanılma yöntemine gerek kalmadan optimizasyonla belirlenmiş olması model güvenilirliğini sağlamak için yeterlidir. Bu tez kapsamında, Malatya ili sınırlarında yer alan Beylerderesi akarsuyu üzerinde sahada ve laboratuvarda çalışmalar yapılarak, su kalitesi parametreleri analizlenmiştir. Akarsuyun dinamik modellenmesi için seri bağlı tam karıştırmalı tepkime kabı (CSTR) yaklaşımı kullanılmıştır. Beylerderesi akarsuyu dinamik olarak modellenmiş ve kinetik parametreler optimizasyonla bulunmuştur. Model parametrelerinin belirlenmesi, dinamik bir örnekleme süresince alınan tüm gözlem noktalarında hal değişkenlerinin deneysel ve öngörü değerleri arasındaki farkların karelerinin toplamına göre oluşturulan bir objektif fonksiyonunun minimizasyonuna göre yapılmıştır. Optimizasyon adımı için SQP (`Sequential Quadratic Programming?) yöntemi kullanılmıştır. Akarsu ve kirlilik yüklerine ait 9 hal değişkeni (amonyum, nitrit, nitrat ve organik azotlar; organik ve çözünmüş fosforlar; 5 günlük biyokimyasal oksijen ihtiyacı, çözünmüş oksijen ve klor) için ölçümler alınarak, model benzetimi gerçekleştirilmiştir. Akarsuyun 20 km uzunluğu boyunca, yapılan benzetim sonuçları ile deneysel ölçümler kıyaslanarak mutlak ortalama hata yüzdesi hesaplanmıştır. Sonuçlara göre model öngörülerinin, deneysel değerlerle önemli ölçüde uyum sağladığı görülmüştür. Bir akarsu için en önemli göstergelerden olan biyokimyasal oksijen ihtiyacı ve çözünmüş oksijen değişkenleri için hesaplanan mutlak ortalama hata değerleri sırasıyla % 1.39 ve % 0.95 olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Akarsu Modellemesi, Dinamik Benzetim, Parametre Optimizasyonu.
Polimer bazlı cam parlatma keçelerinin üretimi
Cam kenarı işleme makinelerinde kullanılan aşındırıcılı profil diskleri yurdumuzda üretilebilmektedir. Ancak, profil disklerinin tamamlayıcısı konumunda olan parlatma keçeleri ülkemizde üretilememekte olup, özellikle İtalya ve Uzak Doğu'dan ithal edilmektedir. Yüksek miktarda tüketimi olan cam parlatma keçelerinde dışa bağımlılık bulunmaktadır. Bu çalışma, 0768.STZ.2014 No.lu proje kapsamında Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından desteklenmiş ve cam parlatma keçeleri için polimer matrisli kompozit malzemelerin yüksek standartlarda ve yüksek performansta kullanılacak seviyede geliştirilmesi hedeflenmiştir. Projede geliştirilecek olan cam parlatma keçeleri için alümina (Al2O3), silisyum karbür (SiC) gibi farklı özellikte aşındırıcılar kullanılarak bu aşındırıcıların çeşitli kombinasyonları ile takviye edilmiş polimer matrisli kompozitler geliştirilmiştir. Bu kapsamda öncelikle piyasada ticari olarak satılan ürünler üzerinde FTIR, DSC-TGA ve SEM ile bağlayıcı madde ve aşındırıcı maddeler ile ilgili ön inceleme yapılarak uygun bağlayıcı ve dolgu maddeleri tespit edilmiştir. Aşındırıcı parçacık miktarı, boyut dağılımı, morfolojisi ile farklı matris malzeme ve kompozisyonları, kompozit ve aşındırıcı kompozit parametre olarak incelenmiştir. Elde edilen verilerin çokluğu nedeniyle konvansiyonel analizlerin yanında sayısal modellemeye gidilerek MATLAB ile Çoklu Lineer Regresyon ve Destek Vektör Makinesi ile analizleri yapılarak uygun yöntem karşılaştırmaları gerçekleştirilmiştir.
Sol-jel yöntemiyle üretilen alüminanın fizikokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Yer kabuğunun yaklaşık %25'ini oluşturan alümina (Al2O3) doğada serbest halde bulunamadığından, genellikle boksit cevherinin Bayer prosesi ile işlenmesi sonucunda elde edilir. Üstün fiziksel ve teknolojik özelliklerinden dolayı da pek çok endüstride geniş kullanım alanı bulmaktadır. Ancak Bayer prosesi kullanılarak üretilen alüminanın yapısında gerek cevherden gelen SiO2 ve Fe2O3 gerekse üretim aşamasında yapıya dahil olan Na2O gibi safsızlıklar bulunabilmektedir. Bununla birlikte yüksek üretim miktarlarına bağlı olarak boksit rezervlerinin hızla azalması sonucu alümina üretim maliyetlerinde de ciddi artışlar yaşanmaktadır. Bu nedenle son yıllarda yapılan çalışmalar boksit dışı kaynaklardan alümina üretimi konusuna odaklanmaktadır. Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle sentezlenen alümina kriyojelin 600-1300 °C sıcaklık aralığında kalsine edilerek, seramik endüstrisi başta olmak üzere pek çok endüstride kullanım alanı bulan alümina formuna dönüştürülmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda sentezlenen aerojellerin fizikokimyasal özelikleri üzerine farklı yaşlandırma ve kurutma koşullarının etkisi de incelenmiş olup, hazırlanan numunelerin karakterizasyonu BET, SEM, FT-IR, XRD, TGA/DTA ve DSC analizleri kullanılarak yapılmıştır. Sonuç olarak hammadde kaynağı olarak aerojellerin kullanımı ile endüstriyel uygulamalar açısından oldukça önem taşıyan alümina üretiminde kalsinasyon sıcaklığının son ürünün fizikokimyasal ve yapısal özellikleri üzerine etkisi belirlenmiş ve alüminanın faz geçişleri incelenmiştir.
Fındık kabuğu ve ceviz kabuğunun pirolizi ile biyokömür üretimi ve sulu çözeltilerden ağır metal gideriminde adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Canlılar üzerinde pek çok fizyolojik ve toksik etkileri bulunan ağır metallerin uygun arıtma teknikleri kullanılarak sucul ortamdan uzaklaştırılması büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, ülkemizde bol miktarda bulunan tarımsal atıklardan olan fındık kabuğu ve ceviz kabuğunun pirolizi ile elde edilen biyokömürlerin, sulu çözeltilerden kurşun ve bakır iyonlarının gideriminde adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Ham biyokütlelerin ve piroliz yöntemi ile elde edilen biyokömürlerin karakterizasyonu FT-IR, TGA-DTG, BET, SEM, kısmi ve elementel analiz teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Farklı koşullarda gerçekleştirilen kesikli adsorpsiyon deneyleri ile belirtilen ağır metallerin sulu çözeltiden etkin bir şekilde giderimi için adsorpsiyon parametrelerinin (başlangıç ağır metal konsantrasyonu, sıcaklık, adsorban miktarı, pH, temas süresi ve karıştırma hızı) etkisi incelenerek, optimum şartlar belirlenmiş ve elde edilen deneysel sonuçların Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modellerine uygunluğu araştırılmıştır. Bununla birlikte hesaplanan termodinamik parametreler ile adsorpsiyon mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Adsorpsiyon işlemine ait kinetik modelin belirlenebilmesi için deneysel veriler yalancı birinci derece kinetik model, yalancı ikinci derece kinetik model ve partikül içi difüzyon modeline uygulanarak, model sabitleri ve korelasyon katsayıları incelenmiştir. Sonuç olarak, biyokömürlerin sulu çözeltilerden Cu+2 ve Pb+2 iyonlarınının uzaklaştırılmasında etkin birer adsorban oldukları ve su kaynaklarından çevresel kirleticilerin ekonomik bir şekilde uzaklaştırılmasında değerlendirilmelerinin mümkün olabileceği ortaya konulmuştur.
Farklı dienofillerin boya özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Bu çalışmada reaktif seyrelticiler, metakriloksipropiltrimetoksisilan (MAS), 2,2,2-trifloroetil metakrilat (TFEM), Triallil eter akrilat (TAEA) olmak üzere üç farklı dienofil türünün aspir yağı ile verdiği Diels-Alder tepkimeleri sonucu sentezlenmiştir. Sentezlenen reaktif seyrelticiler, farklı oranlarda soya yağı bazlı alkid reçine, ıslatıcı ve kurutucu maddeler ile karıştırılarak oniki farklı boya formülasyonu elde edilmiştir. Elde edilen boya örneklerinin ısısal, yapısal, viskoelatik ve mekanik özellikleri sırasıyla termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM), dinamik mekanik analiz (DMA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve Universal malzeme test cihazı ile incelenmiştir ve viskozite, kuruma süresi, kavlama derecesi (yapışma), film kalınlığı ve parlaklık gibi film özellikleri test edilmiştir.
Boraksın biotabanlı polimerik kompozitler üzerindeki termal ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte kompozit malzeme üretimine olan ilgi de artmıştır. Bu durum aynı zamanda doğal lif destekli kompozit malzemelere olan ilgiyi artırmaktadır. Üretilen kompozit malzemelerin daha ekonomik olması için bu tür malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerin geliştirilmesi ve maliyetin düşürülmesi için çok sayıda araştırma yapılmaktadır. Bu çalışmada atık olarak görülen ve yakılarak bertaraf edilen mobilya üretim atığı çam talaşları ile geri dönüştürülmüş polietilenin bağlayıcı olarak kullanıldığı kompozit malzeme üretilmiş ve bu kompozite boraksın etkileri incelenmiştir. Dolgu maddesi oranı, uyumlaştırıcı ve boraksın parameter olarak incelendiği çalışmada üretilen kompozitler üzerinde mekanik analizler gerçekleştirilmiştir. Kullanılan malzemeler FTIR ve DSC ile karakterize edilmiştir. Elde edilen kompozitlerde ayrıca morfolojik yapı ve LOI indeksleri ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlarda atıklardan üretilen kompozit malzemelerin göstermiş olduğu mekanik ve ısıl davranışların birçok uygulama alanı olabileceği tespit edilmiştir. Daha detaylı ve sayısal modellemelerle, istenilen ürün çeşitine ve kullanım amacına göre çalışmada gerçekleştirilen biotabanlı kompozitlerin kullanılabileceği belirlenmiştir. MagPE oranı arttıkça dayanımın arttığı söylenebilir. Dolgu (talaş) oranın artmasıyla % uzamanın azaldığı beklenen bir sonuçtur ve öyle de çıkmıştır. Boraks katkısının ve uyumlaştırıcının (MagPE) % uzamaya fazla bir etkisi olmadığı belirlenmiştir. Şişme testlerinde boraks miktarındaki artışın hacim ve kütledeki davranışı etkilemediği kaydedilmiştir. Dolgu (talaş) oranı yüksek olan numunelerde ise boraks miktarının uzamaya belirgin bir etkisi olmadığı gözlenmiştir. %30 ve %50 dolgu oranına sahip numunelerde dayanım kuvvetinin daha yüksek olduğu ve boraks oranının değişmesiyle çok da etkilenmediği gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Bio tabanlı kompozit, Boraks, Kompozit malzeme
Karben transfer reaksiyonları ile heterosiklik bileşiklerin sentezi ve karakterizasyonu
Farklı fonksiyonel gruplara sahip heterosiklik bileşiklerin sentezi organik kimyada önemli bir rol oynamaktadırlar. Doğal pek çok bileşiğin ve ilaç etken maddelerinin anahtar yapısını heterosiklik bileşikler oluşturmaktadır. Bu tür bileşiklerin sentezi için pek çok yöntem bulunmakla birlikte, diazo bileşiklerinin metal katalizörler varlığında karben transfer reaksiyonları, hedefli bileşiklerin tek aşamada sentezi için oldukça avantajlı bir yöntemdir. Özellikle konjuge karbonil bileşiklerinin substrat olarak kullanılması ile kullanılan katalizör cinsi ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak farklı heterosiklik bileşiklerin hedefli olarak sentezi mümkün olmaktadır. Bu tez çalışmasında farklı fonksiyonel gruplar içeren ve uygun konformasyonlara sahip α,β-konjuge amidlerin etil diazoasetat ile rodyum asetat varlığında reaksiyonları incelenmiş olup reaksiyon ürünleri değerlendirilmiştir. Reaksiyonlar sonrası ürünlerin özellikle 1,5-elektrosiklik halka kapanması, [2+1] siklokatılma (siklopropanlaşma) veya C-H arayagirme reaksiyonları ile oluşması beklenmektedir. Çalışmanın amacı kullanılan konjuge amid bileşiğindeki fonksiyonel gruplara ve koşullara bağlı olarak hangi reaksiyonların tercih edildiğini anlamak, oluşan ürünleri karakterize etmek ve literatürde daha önce yer almayan, biyolojik aktivite potansiyeline sahip yeni türevlerin sentezidir.
Manyetik nanoparçacık/polibutadien kompozitlerinin hazırlanması, ısısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Bu tezde kullanılan nanoparçacıklar nikel ferrit (NiFe2O4), baryum ferrit (BaFe12O19) ve stronsiyum ferrit (SrFe12O19) Sol-Jel yöntemi, manyetit (Fe3O4) birlikte çöktürme yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Polimerik ana faz PBD (polibutadien), kütlece farklı bileşimlerde manyetik nanoparçacıkları ile kompozit filmler elde edilmiştir. Elde edilen bu filmlerin ısısal ve manyetik özellikleri incelenmiştir. Sentezlenen nanoparçacıklar X-ışını difraktometresi (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Zeta-Sizer ile karakterize edilmiştir. Zeta-Sizer ve SEM analizleri nanoparçacıkların başarılı bir şekilde üretildiği, XRD analiz sonuçlarından da nanoparçacıkların istenilen yapı da olduğu görülmüştür. Termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı analiz (DSC) analizleri ile kompozitlerin ısısal özellikleri incelenmiştir. Kompozit içerisindeki nanoparçacıklarının yüzdesinin artması ile aktifleşme enerjileri artmıştır. Titreşen örnek magnetometresi (VSM) kullanılarak yapılan ölçümlerde nanoparçacıkların ve kompozitlerin manyetizasyon ölçümleri yapılmıştır. Fe3O4, NiFe2O4 superparamanyetik, BaFe12O19 ve SrFe12O19 ferromanyetik özellik göstermiştir. Fe3O4 nanoparçacığına Mössbauer analizi sonucunda da örneklerin superparamanyetik özellik gösterdiği görülmüştür. BaFe12O19/PBD, NiFe2O4/PBD, SrFe12O19/PBD ve Fe3O4/PBD kompozitlerinin manyetik özelliklerinin analiz sonucunda manyetik nanoparçacıklarının kütlece % oranının artması ile Ms (doyum mıknatıslanması) artmıştır. Sonuç olarak manyetik nanoparçacıkların sentezi ve yeni bir kompozit malzeme üretimi gerçekleşmiştir.
Tuz gölü suyundan yüksek saflıkta tuz eldesi ve tuz kalitesinin öngörülmesi
Tuz, yapısında bulundurduğu sodyum ve klorür iyonlarından dolayı birçok üretim prosesinin olmazsa olmazlarındandır. Sanayide kullanılan ham tuzların içerisinde barındırdığı safsızlıklardan kaynaklı direkt kullanılamamaktadır. Kimya sanayilerinde genellikle yüksek saflıkta ve düşük sertlikte tuzlar kullanılmaktadır. Sistemde tuzdan gelen safsızlıkların bulunması, prosesin içerisinde farklı ürünlerin oluşmasına, proseste kullanılan ekipmanların korozyona uğramasına, proseste kireç oluşumuna sebep olarak sistemin tıkanması ve benzeri problemler oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında iki farklı amaç için çalışılmıştır. Bunlardan birincisinde tuzlu su kaynağının içinde barındırdığı safsızlıklar uzaklaştırılarak düşük sertlikte yüksek saflıkta, sanayide kullanıma uygun ham tuz üretimi amaçlanmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde üretilen ham tuzun saflık değeri %98,7'lerden %99,97'ye yükseltilerek başarılı sonuçlar elde edilmiştir. İkinci amaç ise bir tuz kaynağından alınmış örneklerin yapay sinir ağları ve aşırı öğrenme makinası yöntemleri kullanılarak tuz kalitesini öngörmektir. Modelleme öncesinde yapılan deneysel çalışmalarda pH, sıcaklık, askıda katı madde, kalsiyum, bome, magnezyum, Alman sertliği verileri alınmıştır. Tez çalışmasında üç farklı model geliştirilmiştir. 1. Modelde; kalsiyum, bome, pH, toplam katı madde ve sülfat parametreleri giriş değişkenleri olarak seçilmiş ve Alman sertliği değeri çıkış değişkeni olarak belirlenmiştir. 2. Modelde; Alman sertliği, bome, pH, toplam katı madde ve sülfat parametreleri giriş değişkenleri olarak seçilmiş ve kalsiyum değeri çıkış değişkeni olarak belirlenmiştir. 3. Modelde; bome, pH, toplam katı madde, kalsiyum, magnezyum ve sülfat parametreleri giriş değişkenleri olarak seçilmiştir. Tuzlu su numunesinin buharlaşması sonucu oluşan ham tuzun Alman sertliği değeri çıkış değişkeni olarak belirlenmiştir. Yapay sinir ağı ve aşırı öğrenme makinası kullanılarak öngörüde bulunulmuştur. Havuz suyu verilerinin ve tuzun Alman sertliğinin öngörüldüğü çalışmalarda geliştirilen yapay sinir ağı modellerinin başarılı sonuçlar ürettiği görülmüştür.
Karbon siyahı etilen-propilen-dien (EPDM) doğal kauçuk (NR) karışımlarının elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Polimerler uzun yıllar elektriksel açıdan yalıtkan malzemeler olarak kullanılmıştır. Polimerlerin de iletken karaktere sahip olabileceğinin anlaşılması üzerine bu konudaki bilimsel çalışmalar hız kazanmıştır. Polimerlerde iletkenlik terimi iki farklı mekanizmayı ifade eder. Birinci grup polimerlerin kendisi yalıtkan olup, içerisine karbon siyahı, metal fiberleri, kısa grafit lifleri, metal kaplı cam fiberler gibi iletken dolgu malzemeleri karıştırılarak iletkenlik özelliği kazandırılır. Bu kompozitlerin elektriksel davranışları perkolasyon modeli ile açıklanır. Bu modelde direnç değerinin kompozit içerisindeki dolgu maddesinin (%) hacimsel oranı ile değişimi incelenir. İkinci grup polimerler ise sahip oldukları konjuge çift bağlardan dolayı kendiliğinden iletken karaktere sahiptir. Bu çalışmada farklı oranlarda EPDM/NR karışımı yalıtkan elastomer içine 40 PHR (yüz kısım kauçuk) ve 50 PHR oranında karbon siyahı karıştırılarak iletken elastomer kompozitler elde edilmiştir. Hazırlanan örneklerin dirençleri serbest halde ve farklı basınçlar altında ölçülüp iletkenlik, özdirenç ve öziletkenlik değerleri hesaplanarak kıyaslanmıştır. EPDM ve NR karışımlarında faz uyuşmazlığına rağmen iyi sonuçlar elde edilmiştir. 40 PHR ve 50 PHR kompozitlerindeki dolgu maddesi oranı ve uygulanan basınç iletkenliği artırıcı etki yapmıştır.
Tavuk çiftliği atıklarının pirolizinden biyokömür üretiminin optimizasyonu ve uygulama alanlarının araştırılması
Ülkemizde bol miktarda bulunan tavuk çiftliği atıkları piroliz yöntemi ile akışkan ve sabit yatak reaktörde, uygulama potansiyeli olan katı ürüne dönüştürülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında, tavuk çiftliği atıklarının (TÇA) termogravimetrik analizi farklı ısıtma hızlarında (5, 10, 15, 20 ºC/dk), inert azot atmosferinde gerçekleştirilmiş ve piroliz kinetiği incelenmiştir. Dağılımlı Aktivasyon Enerjisi Modeli (DAEM) kullanılarak piroliz aktivasyon enerjileri (E) ve frekans faktörü (ko) değerleri belirlenmiştir. Ham tavuk çiftliği atığının karakterizasyonu için Kısmi ve Elementel FTIR, TGA-FTIR ve EDS gibi analiz teknikleri kullanılmıştır. Çalışmaların ikinci aşamasında akışkan ve sabit yatak reaktör sistemleri kullanılarak tavuk çiftliği atıklarının her iki reaktördeki optimum piroliz koşullarını belirlemek amacıyla Merkez Kompozit Tasarımına (MKT) dayalı Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Bu amaçla öncelikle akışkan ve sabit yatak reaktör sistemlerinde tavuk çiftliği atıklarının pirolizi gerçekleştirilmiş olup, reaksiyon sıcaklığı (°C), ısıtma hızı (5–20 °C/dk) ve reaksiyon süresinin (30-120 dk) elde edilen biyokömürlerin yüzey alanı üzerine etkisi araştırılmıştır. Akışkan yatak reaktörde optimum koşul 400°C reaksiyon sıcaklığı, 5 °C/dk ısıtma hızı ve 110 dk reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Sabit yatak reaktörde optimum koşul ise 440°C reaksiyon sıcaklığı, 6 °C/dk ısıtma hızı ve 115 dk reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise, akışkan ve sabit yatak rektörlerde optimum koşullar altında üretilen biyokömür ürünleri sırasıyla asit ve baz ile aktifleştirilmiştir. Ham ve aktifleştirilmiş biyokömür ürünlerini karakterize etmek için FTIR, EDS ve BET analizi gibi teknikler kullanılmıştır. Ham ve aktifleştirilmiş biyokömür ürünleri karakterize edildikten sonra farklı uygulama alanları (enerji dönüşümü ve gaz emisyon uygulamaları, CO2 tutma kapasitelerinin belirlenmesi ve boyar madde gideriminin incelenmesi) araştırılmıştır.
Bitkisel yağlarda kullanılan ağartma toprakları için sistem parametrelerinin belirlenmesi
Enerji maliyetleri sürekli arttıkça, endüstrilerin tüm proseslerde verimliliği göz önünde bulundurması gerekir. Günlük temel gıdalar arasında bulunan bitkisel yağlar, rafinaj sırasında büyük miktarda enerji tüketen işlemlere sahiptir. Bu işlemlerden en önemlilerinden biri olan ağartma, enerjinin bolca kullanıldığı bir işlemdir. Bu çalışmada, ağartma toprağının sistem parametreleri, soya fasulyesi ve ayçiçeği yağını işleyen bir fabrika için deneysel olarak incelenmiştir. Kullanılan ağartma toprağı, X- ışını difraksiyonu (XRD) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Kullanılan toprak miktarı ve zaman bağımsız parametreler olarak incelenmiş ve buna göre proses çıkışındaki yağların renk, asit ve peroksit sayısı değerleri ASTM standartlarına göre belirlenmiştir. Toplanan deneysel veriler kullanılarak, yağların renk değerlerini tahmin etmek için iki farklı yaklaşım uygulanmıştır. Polinom ve Yüzeylerin fit edilmesi yaklaşımlarına göre %2-2,5 arası toprak ve 60-80 dakika ağartma süresi optimum şartlar olarak tespit edilmiştir.
Potansiyel anti-biyofilm özellikli moleküllerin diazo reaksiyonları ile sentezi
Biyofilm, bakterilerin canlı ve cansız yüzeylerde oluşturduğu polisakkarit matriks yapı olup bakteri hücresinin dış etmenlere karşı kendini korumasını, böylelikle çeşitli dezenfektanlara karşı direnç göstererek çoğalmaya devam etmesini sağlayan bir tabakadır. Hastane enfeksiyonları, vücutta bulunan yapay materyallerin enfeksiyonu, gıda güvenliğini tehdit eden pek çok enfeksiyonun sebebi olarak görülen biyofilm oluşumu bakteri hücresinde bulunan halkalı dimerik guanosin 3',5'-monofosfat (c-di-GMP) nükleotidi tarafından kontrol edilmektedir. c-di-GMP'nin en önemli özelliği farklı konformasyonlarda bulunarak farklı moleküllere farklı şekillerde bağlanabilmesidir. DNA ve RNA yapısı gibi içerdiği guanin bazı sayesinde c-di-GMP molekülü de G-kuadrupleks adı verilen dörtlü kafes yapısı oluşturabilir. Bu kafes yapı içerisinde de çeşitli küçük moleküller tutunarak c-di-GMP aktivitesini inhibe ederler. Çoklu aromatik halkalar içeren proflavin, akriflavin, akridin, antrasen gibi yapılar genellikle G-kuadrupleks yapının arasına girebilmekte ve böylelikle c-di-GMP tarafından kontrol edilen bakteriyel fonksiyonların durdurulması sağlanmaktadır. Benzer şekilde aromatik halka içeren bazı heterosiklik bileşiklerin de böyle bir özellik gösterme potansiyeli olduğu düşünülmektedir. Organik kimyada heterosiklik bileşikler çok geniş bir ailedir ve büyük öneme sahiptirler. Literatür araştırmalarına göre doğada oluşan pek çok bileşiğin ve ilaç etken maddelerinin önemli bir kısmını heterosiklik bileşikler oluşturmaktadır. Bu tür bileşiklerin sentezi için çok farklı yöntemler bulunmaktadır. En etkili ve avantajlı yöntemlerden birisi diazo bileşiklerinin metal katalizörler varlığında karben transfer reaksiyonlarıdır. Kullanılan katalizör cinsi ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak konjuge karbonil bileşiklerinin substrat olarak kullanılması ile farklı heterosiklik bileşiklerin sentezi mümkün olmaktadır. Bu tez çalışmasında farklı fonksiyonel gruplar içeren ve uygun konformasyonlara sahip α,β-konjuge amidlerin etil diazoasetat ile rodyum asetat ve bakır asetil asetonat katalizörler varlığında reaksiyonları incelenerek, reaksiyon ürünleri değerlendirilmiştir. Çalışmanın amacı sentezlenen amid bileşiğindeki farklı fonksiyonel gruplara ve farklı koşullara bağlı olarak hangi bileşiğin tercih edildiğini anlamak, oluşan ürünleri karakterize etmek ve daha önce literatürde yer almayan reaktivitesi yüksek bileşikler elde etmektir.
Destekli katalizörler eşliğinde sodyum borhidrürün metanolizi
Bu çalışmada katalizörler NaBH4'ün katalitik olarak metanoliz edilebilmesi için impregnasyon yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Üretilen katalizörlerde destek malzemesi olarak TiO2, Al2O3 ve AC (aktif karbon) kullanılmıştır. Aktif merkezlerin oluşturulmasında NiCl2.6H2O, CoCl2.6H2O, CuCl2.2H2O, FeCl3, MnCl2.2H2Ove RuCl3.2H2O gibi 3d geçiş metallerinin tuzlarından faydalanılmıştır. Katalizörler hazırlanırken kullanılan aktif metaller tek başına, ikili ve üçlü karışımlar halinde harmanlanarak kullanılmıştır. NaBH4, sentezi yapılan katalizörler vasıtasıyla metanoliz işlemine tabi tutularak parçalanmış ve yapısındaki hidrojen gazı açığa çıkarılmıştır. 25 ºC'de gerçekleştirilen denemelerde üretilen hidrojen gazının hacmi ters büret yöntemi kullanılarak kaydedilmiştir.Yapılan denemeler içinde en yüksek hidrojen üretim hızı5667 mL H2/gkat.min'dır. Bu değer 34(Ni0,7Co0,3/TiO2) katalizörü kullanılarak elde edilmiştir. İki ve üç metalli katalizör denemelerinde ise genel olarak, Ni metalinin yanına eklendiği metal aktivitesini arttırıcı yönde etkisi olduğu saptanmıştır. Ayrıca tek başına aktivitesi düşük seyreden metal tuzlarının yanına metal eklendiğinde katalitik performansını iyileştirebildiği tespit edilmiştir. Sentezlenen katalizörlerden seçilenlerinXRD, SEM ve TEM analizleri ile metanoliz öncesi ve sonrası karakterizasyonları yapılmıştır. EDAX sonuçları aktif metallerinmetanoliz sonrasında yüzeyde varlıklarını koruduklarını göstermiştir. TEM analizi ile aktif metallerin destek yüzeyinde homojen dağılım gösterdiği tespit edilmiştir. Çeşitli yazılımlar kullanılarak bu parçacıkların boyut analizi yapılmış, ortalama parçacık boyutu 7 nm civarında ölçülmüştür. Katalizörün tekrar kullanılabilirliği denenmiş ve on kullanım sonrasında dahi aktivitesini koruduğu saptanmıştır.97(Ni0,85Co0,1Fe0,05/TiO2) katalizörü üzerinde kinetik verilerin elde edilebilmesi için 10, 25 ve 30 ºC sıcaklıklarda metanoliz işlemleri yapılmıştır. Bu verilerden yararlanılarak katalizörün aktivasyon enerjisi 46,02 kJ mol-1 bulunmuştur.Ayrıca tepkimenin sıfırıncı mertebeden kinetiğe sahip olduğu tespit edilmiştir.
Tıp alanında kullanılabilecek heterosiklik bileşiklerin sentezi
Heterosiklik bileşikler, tıp alanında ilaç olarak veya ilaç aktif bileşenlerinin sentezlerinin ara aşama ürünü olarak kullanılmaktadır. Diazo bozunma reaksiyonları, heterosiklik bileşiklerin sentezinde tercih edilen yöntemlerdendir. Diazo bileşikleri geçiş metalleri katalizörlüğünde, metalokarben ara ürününü vermekte ve bu ara ürünün heteroatomlar ile reaksiyonu sonucunda farklı heterosiklik bileşiklerin sentezi mümkün olmaktadır. Rodyum ile bakır geçiş metalleri, yüksek seçiciliğe sahip olduğu için katalizör olarak sıklıkla tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, sentezlenmiş farklı fonksiyonel gruplar içeren iminlerin, rodyum asetat ve bakır asetilasetonat varlığında, etil diazoasetat ve dimetil diazomalonat bileşikleri ile geçekleştirdiği reaksiyonlar sonucu oluşan ürünler incelenmiştir. Reaksiyon ürünlerinin; [2+1] siklokatılma (siklopropanlaşma), 1,5-elektrosiklik halka kapanması veya C-H arayagirme reaksiyonları ile oluşması beklenmektedir. Ancak oluşan diğer ürünler de değerlendirilmiş, oluşum sebepleri irdelenmiştir. Heterosiklik yapıların taşıdığı biyolojik aktivite potansiyeli ve organik sentez yöntemlerinin uygulanması açısından bu çalışmanın bilimsel yönden önemli bir katkı sunacağı düşünülmektedir.
Heterosiklik bileşiklerin sentezinde etkin parametreler
Doğal aktif bileşiklerin sentezi oldukça uzun süreli ve maliyetlidir. Bu nedenle bu reaksiyonların süresini ve/veya maliyetini azaltmaya yönelik yapılan çalışmalar oldukça önemlidir. İşlevsel grupları yapısında bulunduran heterosiklik bileşiklerin sentezi ise organik kimya alanında önemli bir yere sahiptir. Doğal pek çok bileşiğin ve özellikle ilaçların ana etken maddelerinin büyük bir çoğunluğunu heterosiklik bileşikler oluşturması dikkatleri bu bileşikler üzerinde yoğunlaştırmıştır. Diazo bozunma reaksiyonları ise heterosiklik bileşiklerin sentezlenmesinde en yaygın kullanılan yöntemlerdendir. Özellikle konjuge karbonil bileşiklerinin substrat olarak kullanılmasıyla, kullanılan katalizör cinsi ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak farklı heterosiklik bileşiklerin hedefli olarak sentezi gerçekleştirilebilir. Bu tez çalışmasında, sentezlenmiş farklı fonksiyonel gruplar içeren iminlerin, rodyum asetat ve bakır asetilasetonat varlığında, etil diazoasetat ve dimetil diazomalonat bileşikleri ile geçekleştirdiği reaksiyonlar sonucu oluşan ürünler ve bu ürünlerin oluşumunu etkileyen parametreler incelenmiştir. Reaksiyon ürünlerinin [2+1] siklokatılma (siklopropanlaşma), 1,5-elektrosiklik halka kapanması veya C-H arayagirme reaksiyonları ile oluşması beklenmektedir. Ancak oluşan diğer ürünler de değerlendirilmiş, oluşum sebepleri irdelenmiştir.
Elastomer-metal kompozitlerin hazırlanması ve iletkenlik özelliklerinin incelenmesi
Kompozitler, birden fazla ve birbiri içinde çözünmeyen malzemelerin bir araya gelmeleri ile oluşan malzemelerdir. Genellikle düşük dayanıma sahip matris ana fazı ve bu faz içine dağılmış takviye malzemesinden meydana gelmektedir. Polimerler uzun yıllar iletkenlik açısından yalıtkan malzemeler olarak kullanılmış olup çeşitli katkı maddeleri ile bu özellikleri geliştirilmektedir. Günümüzde otomotivden uzay ve havacılık sanayine, ev aletleri ve denizcilikten savunma sanayine kadar bir çok alanda kompozit malzemeler eski çağlardan beri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, matris malzeme olarak polibütadien (PBD) kullanılmış olup, takviye mazlemesi olarak da çinko, bakır ve nikel tozları ve karbon siyahı (CB) kullanılarak, farklı oranlarda CB ve metal tozları içeren CB/PBD ve Metal Tozu/CB/PBD kompozitleri hazırlanmıştır. Hazırlanan bu kompozitlerin direnç, iletkenlik, özdirenç ve öziletkenlik özellikleri incelenmiştir. İlk olarak, hazırlanan kompozitlerin iletkenlik özelliğine zamanın etkisi olup olmadığını belirlemek amacı ile, hem basınç altında hem de basınç olmadan yapılan direnç ölçümleri incelenerek, zamanla kompozitlerin elektriksel özelliklerinde değişiklik olmadığı gözlenmiştir. Katkı maddesi cinsi ve miktarı dikkate alınarak değerlendirilmeler yapılmıştır. Yapılan ön deneme ölçümleri sonucunda %40-50 Zn tozu içeren Zn/PBD kompozitlerinde %43 Zn tozu içeren örneklere kadar iletkenlik sağlanamazken değişik oranlarda CB ilavesi ile daha düşük Zn içeriklerinde bile iletkenlik sağlanabilmiştir. Burada CB' in sinerjik etkisi ile uyumlaştırıcı görevi yaptığı söylenebilir. Ön deneme sonuçlarına burada yer verilmemiştir. Sonraki çalışmalarda, katkı maddesi olarak Zn, Cu, Ni metal tozları her biri %0-60 oranında, PBD ve CB ise her birinde aynı oranda kullanılmıştır. Zn, Ni ve Cu metal tozları ile hazırlanan örneklerle elde edilen elektriksel iletkenlik Cu>Ni>Zn olarak gözlenirken, düşük metal tozu yüklemesinde aynı miktar CB için, yüksek direnç değerleri elde edilmiştir. En etkin iletkenlik özelliklerinin elde edilmesi amacı ile yapılan karşılaştırmalarda, metal tozu dolgulu kompozitlerinin düşük miktarlarda eklenmesi halinde dahi elektriksel iletkenlik özelliği gösterdiği gözlenmiştir. En iyi sonuçlara Cu içeren kompozitlerde ulaşılmıştır. Isıl iletkenlik katsayısı ise artan dolgu maddesi konsantrosyunu ile artması beklenirken Zn katkılı kompozitte azaldığı gözlenmiştir. Cu ve Ni içeren kompozitlerde ısıl iletkenlik artarken %40 metal dolgusundan itibaren sabit eğri çizmiştir.
Çeltik kabuğunun pirolizi ile elde edilen biyokömürün karakterizasyonu ve çevresel kirleticilerin gideriminde etkinliğinin araştırılması
Bu çalışmada, çeltik kabuğunun pirolizi sonucu elde edilen biyokömür (ÇKB) ürünü, bazik aktivasyon ajanı (KOH) kullanılarak, kimyasal olarak aktive edilmiştir. Aktivasyon işlemi ÇKB ürününün yüzey alanını arttırmak ve daha gözenekli bir adsorban (ÇKB-KOH) elde etmek için yapılmıştır. Ham çeltik kabuğunun karakterizasyonu TGA ve elementel analiz ile yapılırken, hazırlanan ÇKB-KOH ürünü SEM, BET ve FT-IR analizleri ile karakterize edilmiştir. ÇKB-KOH ürününün BET yüzey alanı ve gözenek hacmi değerleri sırasıyla 2.298 m2/g ve 0,812 cm3/g olarak ölçülmüştür. CO2 adsorpsiyon kapasitesi 25 °C sıcaklıkta termogravimetrik analiz yöntemi kullanılarak belirlenmiş olup, maksimum adsorpsiyon kapasitesi 152 mg/g olarak hesaplanmıştır. Elde edilen yüksek CO2 tutma kapasitesi, hazırlanan gözenekli karbon iskelet yapısına sahip aktif biyokömür ürününün küresel iklim değişikliğine sebep olan bu gazın giderimi için kullanılabilecek düşük maliyetli ve etkin bir adsorban olduğunu göstermiştir. Hazırlanan aktifleştirilmiş biyokömür ayrıca sulu çözeltiden metil kırmızısı (MK) boyarmaddesinin giderimi için kullanılmış ve pH, temas süresi, sıcaklık, başlangıç boyarmadde konsantrasyonu ve adsorban dozu gibi çeşitli çalışma parametreleri kesikli adsorpsiyon sisteminde optimize edilmiştir. Sulu çözeltilerden MK giderimi için optimum adsorpsiyon koşulları; pH = 6,0, T=25 °C, Co=50 mg/L ve adsorban dozajı 0,1 g/250 mL çözelti olarak belirlenmiştir. Bu koşullarda 140 dakikada ulaşılan maksimum denge adsorpsiyon kapasitesi değeri 62,06 mg/g olup, ulaşılan maksimum MK giderim verimi ise %99,31 olarak hesaplanmıştır. Adsorpsiyon dengesinin matematiksel tanımı için Freundlich, Langmuir ve Temkin adsorpsiyon modelleri kullanılmıştır. Deneysel veriler Temkin izotermi ile en iyi uyumluluğu göstermiştir. Adsorpsiyon kinetiğini incelemek için yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece ve parçacık içi difüzyon kinetik modellerine ait mekanizmaların varsayımına dayanan adsorpsiyon modelleri deneysel verilere uygulanmıştır. Kinetik veriler, yalancı ikinci dereceden kinetik modele daha iyi uyum göstermiştir. Hesaplanan termodinamik parametreler, metil kırmızısı adsorpsiyonunun kendiliğinden, ekzotermik ve artan rastgelelik doğasını göstermiştir.
Yumuşak çeliğin korozyonuna bazı kuruyemiş özütlerinin inhibitör etkisinin araştırılması
Bu çalışmada fenolik bileşenler içeren ceviz, fındık ve yer fıstığı kabuğu özütlerinin yumuşak çelik için inhibitör etkisi asidik (0,2 M HCl çözeltisi), klorürlü (%5 NaCl çözeltisi) ve bazik (0,2 M NaOH çözeltisi) ortamlarda araştırılmıştır. Fındık, yer fıstığı ve cevizin dış kabukları ekstraksiyon işlemine tabi tutulmadan önce temizleme, kurutma, öğütme ve belirli tane boyutunda eleme ön işlemlerinden geçirilmiştir. Ekstraksiyon işlemi sonrasında özütler santrifüjlenerek katısından ayrılmıştır. Uygun çözücünün bulunması için Folin-Ciocalteu yöntemi ile özütlerdeki toplam fenolik madde (TPC) tayin edilmiştir. Yapılan bu analiz sonucunda en yüksek TPC değerine sahip özüt eldesinde kullanılan çözücünün hacimce 75/25 aseton/su olduğu tespit edilmiştir. Aseton ve su karışımının çözücü olarak kullanılmasıyla elde edilen kuruyemiş özütlerinin farklı derişimlerini içeren (500, 1000 ve 2000 ppm) 0,2 M HCl, %5 NaCl ve 0,2 M NaOH gibi korozif ortamlarda yumuşak çeliğin korozyon davranışı dönüşümlü voltametri ve Tafel polarizasyon eğrileri kullanılarak incelenmiştir. Deneyler sonucunda tüm özütlerin derişimlerinin artması ile korozif ortamlarda inhibitör etkinliklerinin arttığı belirlenmiştir. Bazik ortamda (0,2 M NaOH) en iyi inhibitör etkinliği %80,6 ile ceviz, asidik ortamda (0,2 M HCl) %88,6 ile fındık ve klorürlü ortamda ( % 5 NaCl) % 49,2 ile fındık özütleri ile sağlanmıştır.
Farklı adsorbentler kullanılarak sulardan sülfat giderimi
Bu çalışmada, sentetik olarak hazırlanan numunelerden adsorpsiyon yöntemiyle sülfat gideriminde farklı adsorbentler için kolon özellikleri (kolon çapı, kolon dolgu yüksekliği), giriş sülfat derişimi ve temas süresi parametrelerinin adsorpsiyona etkisi incelenmiş ve farklı adsorbentler için giderim verimleri karşılaştırılmıştır. Adsorbent olarak 0,5-1 mm arasındaki tanecik boyutları arasında klinoptilolit, Divinilbenzen stiren ( DVBS ) anyonik reçine, sodyum (Na) bazlı katyonik reçine ve (1-1,4 mm) ve (1,4-2 mm) olmak üzere iki farklı tanecik boyutunda saf ve HCl, NaOH ve NH3 ile modifiye edilmiş aktif karbon kullanılmıştır. Özel hazırlanmış 55 cm yüksekliğinde dikey silindirik 2 cm, 3 cm, 3,5 cm ve 4 cm iç çaplı kolonlarda 7,5, 10 ve 15 cm kolon dolgu maddesi yükseklikleri kullanılmıştır. 250, 500 ve 1000 mg/L' lik sentetik sülfat çözeltisi hazırlanmıştır. Ayrıca aktif karbon için de 750 mg/L derişimli sentetik sülfat çözeltileri kullanılmıştır. Sülfat derişimi HACH DR 2400 spektrofotometresi ölçümleri ile belirlenmiştir. Ölçümler sonucunda maksimum sülfat giderim verimi klinoptilolit için 2 cm kolon çapı, 500 mg/L derişim ve 15 cm kolon dolgu yüksekliğinde % 24 ; DVB stiren anyonik reçine için 3,5 cm kolon çapı, 1000 mg/L derişim, 15 cm kolon dolgu yüksekliğinde % 99 ; ve sodyum bazlı katyonik reçine için 3 cm kolon çapı, 1000 mg/L derişim, 10 cm kolon dolgu yüksekliğinde % 99.9 ;büyük tanecik boyutlu aktif kabon için 4 cm kolon çapı 1000 mg/L derişim 7,5 cm kolon dolgu yüksekliğinde %52, küçük tanecik boyutlu aktif karbon için 3 cm kolon çapı 10 cm kolon dolgu yüksekliği 1000 mg/L derişim için % 75.5 ; NaOH ile modifiye edilmiş aktif karbon için 3.5 cm kolon çapı 7,5 cm kolon dolgu yüksekliği ve 1000 mg/ L derişimde % 44.5; HCl ile modifiye edilmiş aktif karbonda 4 cm kolon çapı 7,5 cm kolon dolgu yüksekliği ve 1000mg/L derişimde %56, NH3 ile modifiye edilmiş aktif karbonda 4 cm kolon çapı 15 cm kolon dolgu yüksekliği 250 mg/L derişimde% 92 olarak belirlenmiştir. Çalışmada sodyum bazlı katyonik reçine ve DVB stiren anyonik reçine için sülfat giderim yüzdesinin belirlenmesi için yapay sinir ağları (YSA) modeli geliştirilmiştir. Giriş parametreleri olarak kolon çapı, adsorbent yüksekliği, adsorpsiyon temas süresi, adsorbent tipi, başlangıç sülfat derişimi alınarak 70 adet veri kullanılmıştır. YSA çalışmaları sonucunda korelasyon katsayısı değerleri (R2) sırasıyla 1,000 ve 0,999 RMSE değerleri sırasıyla 0,0012 ve 0,0034 hesaplanmıştır.
Yeşilırmak nehri su kalite verilerinden aykırı değerlerin temizlenmesi için kullanıcı dostu bir arayüz geliştirilmesi
Su canlıların yaşamında önemli bir yere sahiptir. Son yıllarda hızlı nüfus artışı, endüstriyel faaliyetlerdeki artış ve bilinçsiz tarım yöntemleri nedeniyle su kaynakları ciddi tehdit altındadır. Diğer taraftan su kaynaklarının korunması ve kirlilik takibi için ciddi yaptırımlar oluşturulmuştur. Su kirliliği takibinin yapılabilmesi için son yıllarda 'on-line' istasyonların ve ölçüm yöntemlerinin kullanılması söz konusudur. Bu durum takibin daha sık aralıklarla yapılabilmesini sağladığı gibi çok sayıda verinin elde edilmesini de kolaylaştırmıştır. Ayrıca veri madenciliği ve bilgisayar teknolojilisindeki gelişmeler pek çok parametre için zahmetli ve maliyetli deneysel yöntemlerden ziyade tahmin yeteneğine sahip modellerin gelişmesini mümkün kılmıştır. Ancak gerçek veri ile geliştirilen pek çok modelde veri kalitesi önemli bir parametre olduğu için verilerin belirli ön işlemlerden geçirilmesi gereklidir. Bu tez kapsamında, Yeşilırmak Nehri üzerinde kurulu 'on-line' izleme istasyonundan 2007-2009 yılları arasında toplanmış olan veriler kullanılarak veri seti içerisindeki aykırı değerlerin temizlenmesi çalışılmıştır. TÜBİTAK projesi kapsamında kurulan bu istasyonlardan alınan verilerden; çözünmüş oksijen (luminescence dissolved oxygen, LDO), sıcaklık, pH, iletkenlik, toplam organik karbon (total organic carbon, TOC), nitrat azotu (NO3-N) ile amonyum azotu (NH4-N) için değerlendirmeler yapılmıştır. Bu kapsamda, ortanca, ortalama, Grubbs, Gesd, çeyrekler açıklığı olmak üzere beş farklı aykırı veri temizleme yöntemi kullanılmış ve MATLAB ortamında bir kullanıcı etkileşimli grafiksel ara yüz geliştirilmiştir. Böylece kullanıcı herhangi bir veri setini yazılıma tanıtarak aykırı verileri birkaç adımda farklı yöntemlerle temizleyerek modelleme çalışmaları için hazır duruma getirebilmektedir. Aykırı veri temizleme yöntemleri arasında ortanca algoritmasında daha fazla sayıda veri ayıklandığı görülmüştür.
Ceviz kabuğu katkılı manyetik biyokompozit kürelerin üretilmesi ve sulu çözeltilerden katyonik boyanın uzaklaştırılmasında kullanılması
Dünyada kullanılabilir su kaynaklarının az olması nedeni ile suların verimli bir sekilde kullanımı büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle birçok etken ile kirlenen suların tekrar kullanılabilir olması için farklı yöntemler üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, toksik etkileri olduğu bilinen katyonik boya brilliant yeşilinin (BY) sulu çözeltilerden adsorpsiyon yöntemi ile uzaklaştırılması için çevre dostu bir manyetik (m) biyokompozit adsorban hazırlanmıştır. Manyetik biyokompozit kürelerin hazırlanmasında aljinat (AL), ksantan gam (KS) ve ceviz kabuğu tozu (C) kullanılmıştır. Boyayı sulardan etkili bir şekilde uzaklaştırmak için optimum manyetik biyokompozit küre hazırlama oranı %1,5AL/%0,5KS/%1C olarak belirlenmiştir. Sentezlenen manyetik biyokompozit küreler, FTIR, SEM ve TGA/DTG ile karakterize edilmiştir. FTIR ve SEM analizlerinde boyanın manyetik biyokompozit üzerine adsorbe olduğu, TGA/DTG analizinde ise bozunmanın üç aşamada gerçekleştiği belirlenmiştir. Sentezlenen manyetik biyokompozit kürelerin boyayı sudan uzaklaştırmasındaki etkili adsorpsiyon parametreleri optimize edilmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında optimum pH: 8, süre:120 dk. olarak belirlenmiştir. Sıcaklık adsorpsiyon etkinliğini artırırken, tuzun (NaCl) azalttığı tespit edilmiştir. Yapılan adorpsiyon çalışmalarında manyetik biyokompozitin maksimum adsorpsiyon kapasitesi 380±17,25 mg/g olarak bulunmuştur. Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich adsorpsiyon izotermleri incelenmiş ve adsorpsiyonun Freundlich izoterm modeline daha yüksek doğruluk (R2 = 0,9983) ve düşük ortalama karekök hata (RSME = 9,29) ile uyduğu belirlenmiştir. Yapılan kinetik çalışmalarda sıcaklık ile adsorpsiyon kapasitesinin arttığı ve BY'nin manyetik biyokompozit kürelere adsorpsiyonunda sözde ikinci dereceden kinetik model ile partikül içi difüzyon prosesinin eş zamanlı işlediği sonucuna varılmıştır. Termodinamik hesaplamalar adsorpsiyonda fiziksel kuvvetlerin etkili olduğunu ve adsorpsiyon sürecinin endotermik olarak ilerlediğini göstermiştir (ΔH=79,90 kJ/mol). Ayrıca ΔG° 'nin negatif değerleri, adsorpsiyon sürecinin olabilirliğini ve kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir.
Kriyojenik koşullar altında termal stres ile modifiye edilmiş çok duvarlı karbon nanotüplerin makrodispersiyonuna yüzey aktif maddelerin etkisi
Bu çalışmada, özellikle polimer filmlerin hazırlanmasında kullanılmak üzere kriyojenik koşullar altında termal stres ile modifiye edilmiş çok duvarlı karbon nanotüplerin (MWCNT) makrodispersiyonuna yüzey aktif maddelerin etkisi araştırılmıştır. İlk olarak sıvı azot kullanılarak, kriyojenik koşullarda termal stres ile MWCNT'nin modifikasyonu için optimum koşullar belirlenmiştir. Bu amaçla döngü sayısı (2, 4 ve 6), sıvı azotta bekleme süresi (10, 20 ve 30 dk) ve oda sıcaklığında bekleme süresi (5, 12 ve 20 dk) değişken parametreler olarak belirlenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlara göre, en yüksek yüzey alanına 2 döngü, 20 dk sıvı azotta ve 5 dk oda sıcaklığında bekleme süresi koşullarında ulaşılmıştır. İşlevselleştirme prosesinin MWCNT'lerin içsel grafitik yapı ve kalınlık dağılımı üzerindeki etkisini incelemek için Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı analizi, X-Işını Kırınım analizi (XRD), Raman spektroskopisi ve Yüksek Kontrastlı Geçirimli Elektron Mikroskobu (CTEM) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarla, karbon nanotüpler için tipik olan kapalı, grafitik uç kapaklarının sıvı azotta termal stres ile işlevselleştirilen uzun MWCNT'lerde nasıl etkilendiği, tüplerin kısaltılabileceği ve yüzey alanının nasıl değiştiği incelenmiştir. CTEM mikrografikleri, kriyojenik koşullarda termal stres ile işlevselleştirilen uzun MWCNT'lerin boylarının kısaltılabildiğini, Raman analiz sonuçları ise işlevselleştirme ile ortalama grafit kalitesinin arttırıldığını göstermiştir. Bu sonuçlar, BET yüzey alanının da 297,551 m2g-1 değerinden 397,295 m2g-1 değerine artmasıyla desteklenirken, modifikasyon işleminin örnek kaybı oluşmadan %100 verimle gerçekleştiği belirlenmiştir. MWCNT'lerin makro dağılım dereceleri (%DM) ve enerji bant aralıkları üzerine yüzey aktif maddelerin (Tween80: Polietilen glikol sorbitan monooleat, SDS: Sodyum Dodesil Sülfat ve CTAB: Setiltrimetil Amonyum Bromür) etkisi UV-Vis absorpsiyon spektroskopisi kullanılarak araştırılmıştır. Yapılan analiz sonucunda, MWCNT'lerin CTAB çözeltisinde en yüksek ve kararlı makro dağılım derecesine ulaştığı belirlenmiştir. Yüzey aktif madde kullanımının MWCNT'lerde enerji bant aralıklarının 5,65-5,75 eV aralığından 3,53-3,60 eV aralığına düşmesini sağlamıştır. Kullanılan yüzey aktif maddeler içerisinde en iyi kolloidal stabilitenin 44,2 mV zeta potansiyeli ile CTAB katyonik sürfaktant ve -49,9 mV ile SDS anyonik sürfaktant ile sağlandığı belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre, en yüksek ve kararlı makro dağılım derecesine ulaşılan MWCNT çözeltileri ile PVA polimer filmleri hazırlanmıştır. MWCNT dispersiyon işleminin PVA/MWCNT filmin fiziksel özellikleri üzerindeki etkisinin anlaşılması için polimer filmlerin karakterizasyonu SEM, FTIR ve DSC analizleri ile yapılmıştır. Sonuç olarak, MWCNT'nin PVA filmleri içerisine homojen bir şekilde dâhil edilmesinin başarıyla gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Bu çalışmada geliştirilen tekniğin MWCNT'nin termal modifikasyonu için kolay ve basit bir yol sağladığı ve daha iyi dağılım ile çeşitli polimer filmlerinde kullanımı için yüksek dağılım derecelerine ve kararlılığa (stabilite) sahip MWCNT çözelti ortamlarının oluşturulmasına yol açabileceği gösterilmiştir.
Karbon katkılı polivinil alkol kompozit hidrojellerin sentezi ve kontrollü ilaç salım uygulamasında kullanılabilirliğinin araştırılması
Bu çalışmada, karbon katkısı olarak ticari aktif karbon (TAC) ve çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) kullanılarak karbon katkılı polivinil alkol (PVA) kompozit hidrojel filmleri uygun biyouyumlu dağıtıcı varlığında sentezlenmiş ve ilaç salım uygulamalarında kullanılabilirliği araştırılmıştır. İlk olarak karbon katkıları, farklı yüzey özelliklerine sahip malzemeler elde etmek için yüksek sıcaklıkta termal stres ile modifiye edilmiştir. Modifikasyon sonrası TAC ile %45,9±12,2 oranında yüksek üretim verimi elde edilirken, MWCNT ile %14,6±7,3 oranında düşük bir üretim verimine ulaşılmıştır. Modifiye edilen karbon katkıları, Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı, X-ışını kırınımı (XRD), Enerji Dağılım X-Işınları Spektrometresi (SEM-EDS) ve Fouirer Dönüşümü Kızılötesi Spektrofotometresi (FTIR) analizleri ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar, yüksek sıcaklıkta termal stres işleminin karbon katkılarının BET yüzey alanını arttırmasının yanısıra gözenekliliğini etkileyerek toplam gözenek hacminde bir artmaya neden olduğunu göstermiştir. Çalışmanın devamında, karbon katkılı PVA kompozit hidrojel filmlerin F/T tekniği ile hazırlanması üzerine, dimetil sülfoksit (DMSO) ve sodyum dodesil sülfat (SDS) gibi biyouyumlu dağıtıcıların kullanımının etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, DMSO ve SDS biyouyumlu dağıtıcılar sentez ortamına eklenerek, F/T tekniği yardımıyla karbon katkılı kompozit hidrojel filmleri hazırlanmıştır. Filmlerin şişme davranışları, su tutma kapasiteleri, kalınlıkları, doğrudan ve dolaylı enerji bant aralıkları belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre, F/T tekniği ile karbon katkılı PVA kompozit hidrojel filmlerin hazırlanmasında SDS kullanımının filmlerde karbon katkısının aglomerasyona uğrayarak toplanmasını önlediği tespit edilmiştir. 25 mg TAC/Mod.TAC ve 50 mg MWCNT/Mod.MWCNT içeren PVA kompozit hidrojel filmlerin, polimerik kompozit matris boyunca karbon katkılarının homojen dağılımı ile daha iyi morfolojik özelliklere sahip ilaç salım çalışmaları için en uygun hidrojeller olduğu belirlenmiştir. Bu hidrojeller kullanılarak, model ilaç olarak salisilik asit (SA) salınımı araştırılmıştır. Higuchi salınım kinetik modeli, karbon katkılı PVA kompozit hidrojel filmlerin SA'nın salım mekanizmasını belirlemek için iyi uyum sağlamıştır.
Polimetilmetakrilat boru üretimi için sistem parametrelerinin belirlenmesi
Polimerler; hafiflik, şeffaflık, mukavemet-ağırlık oranı, sertlik, düşük su emme, ultraviyole ışınlarından korunma gibi istenilen özelliklerinden dolayı ambalaj, otomobil, mobilya ve reklamcılık gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğrusal bir termoplastik olan polimetilmetakrilat da optik açıdan mükemmelliği, saydamlığı, şeffaflığı, yüksek darbe direnci, açık hava ortamında yüksek dayanımı gibi sebeplerden dolayı polimerler içinde önemli bir yere sahiptir ve kullanım alanları artmaktadır. Polimetilmetakrilat (PMMA), akrilik veya akrilik cam olarak da bilinen termoplastik bir polimerdir, genellikle cama hafif veya kırılmaya karşı dirençli bir alternatif olarak ürün şeklinde kullanılan şeffaf ve sert bir termoplastiktir ve dünyada hızla artan talep görmektedir. Doğrusal bir termoplastik olan polimetilmetakrilatın optik açıdan mükemmelliği, saydamlığı, şeffaflığı, yüksek darbe direnci, açık hava ortamında yüksek dayanım gibi sebeplerden dolayı polimerler içinde önemli bir yere sahiptir ve kullanım alanları her geçen gün artmaktadır. Yapılan çalışma ile PMMA özelliklerinin ve uzun vadeli davranışındaki üretim süreçlerinin belirlenmesi ve aynı belirlenen süreçler ile akrilik boru üretimi için gerekli proses parametreleri incelenmiştir. Polimerleşme süresi, sıcaklık, başlatıcı/MMA oranı, MMA/PMMA oranı incelenen deney parametreleridir. Başlangıçta başlatıcı oranları değiştirilmiş ve farklı miktarlara bağlı olarak uygun sıcaklıklar bulunmuştur. Pre-polimerizasyon işlemine tabi tutulan PMMA ve MMA dan elde edilen aşı numune içinde farklı başlatıcı oranları ve uygun sıcaklık çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Farklı koşullarda gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda ürün kalitesi ve kullanıma uygun 7 farklı ürün reçetesi elde edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda döküm PMMA boru için optimum proses parametreleri tespit edilmiştir. Üretilen prototipler üzerinde sertlik analizi, çekme testi, DSC, FTIR, TGA, MTT analizleri yapılarak çıkan ürünlerin ticari ürünlerle karşılaştırılması detaylı olarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışma kapsamında, PMMA üretimi araştırılmış ve pilot tesis kurularak prototip üretimi başarılı bir şekilde gerçekleştirilerek gerekli bilgi birikimi sayesinde yerli tesis kurularak ilk endüstriyel düzeyde üretimler gerçekleştirilmiştir.
Tarımsal atıklardan karbon temelli nanomalzemelerin ekonomik ve yeşil sentezi
Günümüzde nanomateryallerin sentezinde yeşil kimya çevreci yaklaşımlardan dolayı ilgi görmektedir. Çalışmada, tarımsal atık olan pirinç kabuğu, ayçiçek sapı ve mısır koçanının yanısıra filtre kahve atığıdan biyo-grafen oksit (biyo-GO) üretilmesi ve bu biyo-GO'lardan biyo-grafen sentezlenmesi hedeflenmiştir. Grafen oksit ferrosen katalizörlüğünde tek bir adımda düşük sıcaklıkta basit ve hızlı bir yöntem ile sentezlenmiştir. Biyokütle atıkları, GO'ya dönüşüm için elektron transfer reaksiyonu veren ferrosen katalizörü ile kül fırınında belirlenen koşullarda yakılmıştır. Optimizasyon için yakma sıcaklığı, yakma süresi ve katalizör oranı çalışmaları yapılmış ve sentezlenen GO'lar X-ışını kırınımı (XRD) ve Raman spektroskopisi ile incelenmiştir. Yapılan optimizasyon çalışmalarında yakma sıcaklığı, yakma süresi ve katalizör/biyokütle oranı pirinç kabuğu için sırası ile 350 °C, 15 dak. ve 1/2belirlenirken diğer örnekler için 400 °C, 15 dak. ve 1/5 olarak belirlenmiştir. Optimum koşullarda elde edilen biyo-GO'lar taramalı elektron spektroskopisi-enerji dispersive spektroskopisi (SEM-EDS), elemental haritalama, geçirimli elektron mikroskobu (TEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı ve İndüktif Eşleşmiş Plazma Atomik Emisyon Spektroskopisi (ICP-OES) ile de ayrıca incelenmiştir. Yapılan ICP-OES analizleri sonucunda biyo-GO'lerin saflıkları %95,55 - 98,99 aralığında bulunmuştur. Hazırlanan biyo-GO'lardan hidrazin ile kimyasal indirgeme yöntemi ile biyo-grafen (biyo-G) nanomalzemeleri sentezlenmiştir. Elde edilen biyo-G nanomalzemelerinin karakterizasyonu XRD, Raman, SEM-EDS, elemental haritalama, TEM, BET yüzey alanı, XPS ve ICP-OES ile yapılmıştır. ICP-OES analiz sonuçlarına göre biyo G lerin saflık oranları ise %99,49 - 99,64 aralığında belirlenmiştir. Analiz sonuçları, GO ve grafen katman yapısının ve altıgen çerçevenin oluşumunu doğrulamıştır. Çalışmada kullanılan biyokütle atıklarının GO ve grafen sentezi için grafitin sürdürülebilir alternatifi olmaya uygun olduğu belirtilebilir.
Akrilik ve toz boyalı saclarda polipirolün korozyondan koruma etkisi
Bu çalışmada Erdemir 6052, Erdemir 6044, Erdemir 6112 ve Erdemir 3237 sac levhaların yüzeyine yapılan toz ve akrilik boya kaplamaların korozyonuna polipirol astar kaplamanın etkisi araştırılmıştır. Kaplamaların korozyon testleri yanı sıra kalınlık, darbe dayanımı ve Cross-cut testi gibi mekanik dayanım testleri de yapılmıştır. Kaplamaların korozyona karşı dayanımını belirlemek için Tuz Püskürtme testi uygulanmıştır. Korozyon hızı ölçümleri ise 0,1 M NaCl ortamında Tafel Polarizasyon yöntemi ile belirlenmiştir. Akrilik boya kaplamanın kalınlığı 40-60 mikron aralığında, toz boyanın kalınlığı ise 50-70 mikron aralığında olduğu tespit edilmiştir. Polipirol ile astar kaplama yapılan akrilik ve toz boya kaplamanın kalınlığı yine aynı aralıklarda bulunmuştur. Darbe dayanımı testinde 1lb kütlesindeki çelik bilya 100 cm yükseklikten kaplamalı sac levha yüzeyine bırakılarak yapılmıştır. Deney sonucunda kaplamada herhangi bir çatlama, kırılma veya boya kalkması gibi olumsuz bir durum oluşmamıştır. Yapışma testinde toz boya kaplamalı numuneler akrilik kaplamalı numunelere göre daha başarılı sonuçlar vermiştir. Tuz püskürtme test sonuçları 3, 8, 13, 20 ve 44. günler için belirlenmiştir. Her bir sac levha için kaplamaların ve kaplama ile birlikte yapılan astar polipirol kaplamanın korozyon hızları Tafel Polarizasyon yöntemi ile belirlenmiştir. Erdemir 3237, Erdemir 6044, Erdemir 6052 Ve Erdemir 6112 sac levhaların korozyon hızları sırasıyla 0,342; 0,146; 0,149; 0,146 mm/yıl bulunmuştur. Akrilik boya ve toz boya ile yapılan kaplama sonrasında sac levhaların korozyon hızlarında azalma olmuştur. Akrilik boya, Erdemir 6052, Erdemir 6044, Erdemir 6112 ve Erdemir 3237 saclarında sırasıyla %76,5, %72,6, %73,3 %91,5 koruma sağlamıştır. Toz boyada ise kaplama etkinliği sac levhalarda sırasıyla %65,1, %95,9, %95,2 ve %93,3 olarak tespit edilmiştir. Polipirol astar kaplama yapılan hem toz hem de akrilik kaplamalarda kaplama etkinliği daha da artmıştır. Polipirol kaplama, akrilik kaplı sırasıyla Erdemir 6052, Erdemir 6044, Erdemir 6112 ve Erdemir 3237 levhalarda; %82,6, %85,6, %91,1 ve %98,2 koruma etkinliği sağlarken toz kaplı olanlarda ise %96,6, %97,3, %99,3 ve %98,2 koruma sağlamıştır.
Bakır ve pirincin korozyonuna polipirol kaplamanın etkisi
Bu çalışmada üç korozif ortamda (0,1 M HCl, 0,1 M NaCl ve 0,1 M NaOH) endüstriyel öneme sahip olan bakır (ticari kodu: Cu-ETP-Ams 4500) ve pirincin (ticari kodu: CuZn30-C26000) korozyonuna polipirol kaplamanın etkisi araştırıldı. Polipirol kaplama 0,1 M pirol içeren 0,1 M okzalik asit çözeltisinde dönüşümlü voltametri tekniği ile elektro polimerizasyon yapılarak gerçekleştirildi. Bakır ve pirincin korozif ortamlardaki elektrokimyasal davranışlarını belirlemek için dönüşümlü voltametri ve korozyon hızını belirlemek için Tafel Polarizasyon yöntemi kullanılmıştır. Tüm korozif ortamlarda polipirol kaplama etkinlik göstermiştir. Üç korozif ortamda da polipirol kaplama bakır ve pirincin polarizasyon direncini artırırken korozyon hızını azaltmıştır. Her iki metal için en yüksek korozyon hızı 0,1 M HCl çözeltisinde belirlenirken en düşük korozyon hızı 0,1 M NaOH ortamında belirlenmiştir. En yüksek korozyon hızı 0,1 M HCl ortamındaki bakırda 1,740 mm/yıl olarak belirlenirken en düşük korozyon hızı 0,1 M NaOH ortamında polipirol kaplı bakır elektrotta 0,025 mm/yıl olarak belirlenmiştir. En iyi kaplama etkinliği % 92,38 ile 0,1 M NaOH ortamında polipirol kaplı bakır için bulunmuştur.
Gözenekli polimer jellerin gözenekli yapısına çeşitli ajanların etkisi
Bu çalışmada, monomer olarak akrilamit (AAm), çapraz bağlayıcı olarak N,N'-metilen bisakrilamit (BAAm), başlatıcı olarak amonyum persülfat (APS), hızlandırıcı olarak N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin (TEMED), gözenek oluşturucu ajan olarak farklı molekül ağırlıklarında ve kütle kesirlerinde PEG'ler ile farklı kütle kesirlerinde NaHCO3 kullanılarak sulu çözeltide serbest radikal polimerizasyon reaksiyonu ile çapraz bağlı Poli(akrilamit) [P(AAm)] hidrojelleri sentezlenmiştir.Sentezlenen çapraz bağlı [P(AAm)] hidrojellerinin FTIR ve SEM görüntüleri çekilmiş ve karakterize edilmiştir.Çapraz bağlı [P(AAm)] hidrojellerinin şişme özelliklerini araştırmak amacıyla 250C'de dinamik şişme testleri uygulanmıştır. Şişme ve su difüzyonu ile ilgili çok sayıda parametre hesaplanarak şişme karakterizasyonları yapılmış ve sonuçta gözenekli hidrojellerin oluştuğu gözlenmiştir.Tüm bu deneyler en yüksek şişme oranına, en geniş gözenek hacmine sahip hidrojellerin NaHCO3 gözenek oluşturucu ajan ile sentezlenen süper gözenekli P(AAm) hidrojelleri olduğunu göstermiştir. Sentezlenen hidrojellerin su absorplama kapasitelerinin sentezde kullanılan gözenek oluşturucu ajan türüne göre şişme eğrilerinden; NaHCO3>PEG(6000)>PEG(3400)>PEG(1000)>PEG(400)>P(AAm) şeklinde olduğu görülmektedir. Bu değerlerde de gözenek oluşturucu ajan türünün en büyük kütle kesri en yüksek şişme oranını vermiştir.250C'de, kesikli sistem ile metilen mavisi boyar maddesi gideriminde temas süresinin ve metilen mavisi boyar maddesi başlangıç konsantrasyonunun adsorpsiyon üzerindeki etkileri incelenmiştir. Denge adsorpsiyon verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izoterm modellerine uygunluğu araştırılmış, farklı temas süreleri için elde edilen kinetik veriler ile kinetik parametreler hesaplanmıştır.NaHCO3 gözenek oluşturucu ajan varlığında sentezlenen P(AAm) hidrojellerinin metilen mavisi boyar maddesini absorplamadığı görülmüştür. PEG(6000), PEG(3400), PEG(1000), PEG(400), P(AAm) hidrojellerinin metilen mavisi boyar maddesini maksimum adsorplama kapasiteleri ise sırasıyla; 3,5224, 3,2202, 2,1200, 1,5200 ve 1,4200 mg/g olarak hesaplanmıştır. Buradan, PEG(6000) gözenek oluşturucu ajan ile sentezlenen P(AAm) jelinin diğer hidrojellere göre daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir.
Nano ve mikron boyutta hidroksiapatit üretimine proses parametrelerinin etkisinin incelenmesi
Kontrollü kristalizasyon, nanometre ve mikrometre aralıktaki benzersiz yapısı ile tanımlanmış parcacıkları üretmenin zorluğundan dolayı, kimya mühendisliğinin en önemli tekniklerinden biridir. Bu çalışmada, hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2, HAP) kristalleri pH, atmosfer şartları ve sıcaklık kontrol edilerek, başlangıç malzemeleri kalsiyum klorür (CaCl2) potasyum dihidrojen fosfat (KH2PO4) olacak şekilde, kesikli ve sürekli reaktör (MSMPR ? Mixed Solution Mixed Product Removal) kullanılarak üretilmiştir. Kesikli reaktörle yapılan çalışmalarda HAP oluşumu sırasında lateks (akrilik asit polistiren kopolimeri) ve karboksimetil inulin (KMI) polimerleri katkı maddesi olarak kullanılmış ve HAP kristal morfolojisine, yüzey alanına, partikül büyüklüğüne ve boyut dağılımına katkı konsantrasyonlarının etkileri incelenmiştir. HAP kristalleri SEM, BET, FT-IR, XRD ve boyut dağılım ölçerle karakterize edilmiştir. KMI polimer katkısı morfoloji, yüzey alanı, boyut ve partikül boyut dağılımını etkileşmiştir. KMI katkısıyla birlikte boyuttaki azalma C-eksini yönünde oldukça büyüktür. Aglomere haldeki küçük HAP kristalleri SEM fotoğraflarında görülmektedir. X-ışını analizleri partiküllerin yüksek ısıl stabiliteye sahip olduğunu göstermiştir. HAP kristalleri lateks varlığında çöktürüldüğünde, polimer partikülleri büyüyen kristalerin içine katılarak, polimer-inorganik hibrit oluşturmuşlardır. Polimer konsantrasyonlarına bağlı olarak, mikrometre ve mikrometrenin altındaki boyutlarda çubuk şeklinde kristaller elde edilmiştir.MSMPR kristalizörde yapılan çalışmalarda HAP kristallerinin büyüme ve çekirdeklenme hızları ile KMI katkısının kristalizasyona etkileri incelenmiştir. Lineer sayı yoğunluğu modeli deneysel verileri tanımlamak için kullanılmıştır. KMI polimer konsantrasyonunun HAP'ın büyüme hızını etkilediği gözlenmiştir. Yüksek KMI konsantrasyonlarında kristal yapısının iğne şeklinden küre şekline değiştiği görülmüştür.
Protein adsorpsiyonu
Protein moleküllerinin adsorpsiyonu son yıllarda biyoloji, biyoteknoloji, biyokimya mühendisliği ve çevre bilimi gibi daha birçok alanda önemli rol oynamaya başlamıştır. Protein adsorpsiyonunda kullanılabilecek biyouyumlu malzemelerin en önemlisi hidroksiapatitdir (HAP). Biyolojik moleküllerin ayrılmasında yaygın olarak kullanılan HAP, biyouyumluluğu, kemikle olan kimyasal ve yapısal benzerlikleri nedeniyle tercih edilmektedir.Bu çalışmada farklı koşullarda üretilen ve BET ve FTIR analizleri ile karakterize edilen hidroksiapatitit (Ca10(PO4)6OH2, HAP) üzerine BSA ( bovine serum albumin) proteinin adsorpsiyonunun uygulanabilirliği araştırılmıştır.Adsorpsiyon deneyleri 37?C'de, pH 7.4 ve pH 6.0'da gerçekleştirilmiştir. Deneylerde denge süresi yaklaşık 20 saat olarak alınmıştır. Endüstriyel polimer katkılı üretilen ve sinterlenen adsorbanların adsorpsiyon kapasitesi artan polimer konsantrasyonu ile azalmıştır. Sinterleme sıcaklığının arttırılması da adsorpsiyon kapasitesini azaltmıştır. Diğer yandan adsorbanın üretim sıcaklığının düşürülmesi adsorpsiyon kapasitesini arttırmıştır.Denge verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermlerine uygunluğu araştırılmıştır. Çalışma şartlarında BSA'nın adsorpsiyon izoterminin Langmuir adsorpsiyon izotermine daha uygun olduğu bulunmuştur.BSA adsorpsiyonu yalancı birinci derece (pseudo first order) ve yalancı ikinci derece (pseudo second order) kinetik modelleriyle açıklanmıştır. Deneysel sonuçlara göre BSA adsorpsiyon kinetiğinin yalancı ikinci derece kinetiğine daha fazla uygun olduğu bulunmuştur.Anahtar kelimeler: Adsorption, hidroksiapatit, BSA, protein, izoterm.
Medikal Atıklardan TiO2 Üretimi, Modifikasyonu ve Uygulama Alanlarının Belirlenmesi
TiO2, başlıca pigment, adsorban, filtre, kaplama, yarı iletken, dielektrik malzemesi olarak kullanılır. Son yıllarda, TiO2 fotokatalitik aktivitesi ile ve çevresel arıtmada uygulamalarındaki yüksek potansiyeli ile iyi bilinen bir yarıiletken haline gelmiştir. TiO2 çoğunlukla anatas, rutil ve brokit fazlarında bulunmaktadır. bu tez çalışmasında Farklı uygulama alanlarını incelemek için öğütme prosesleri ile TiO2 (rutil) üretimi araştırılmıştır.TiO2 rutil tozları bilyalı öğütme ve tavlama metodları ile birlikte üretilmiştir. Tozlar Ti6Al4V atık talaşlarından 1.5, 3, 6 ve 15 saat SPEXTM ile paslanmaz hazne ve bilyalar kullanılarak elde edilmiştir. Öğütme prosesinden sonra, tozlar 600 oC, 700 oC ve 1000 oC'de farklı sürelerde tavlanmıştır. Öğütülmüş numunelerin Mikroyapısal analizleri, ve termal karakteristikleri XRD metodu, Termal gravimetrik analiz yöntemi ve Taramalı elektron mikroskubu ile gerçekleştirlimiştir. Tavlanmış tozların partikül dağılımları Malvern mastersizer partikül analizcihazı ile ölçülmüş ve sonuçlar raporlanarak tartışılmıştır.TiO2 üretiminden sonra, Kullanım alanı belirlemek için 1. Bölüm çalışmaları olarak Yüksek enerjili bilyalı öğütme ile Fe kullanılarak Fe dop edilmiş TiO2 hazırlanmıştır. Yapısal analizi ve fotokatalitik özellikleri incelenmilştir. TiO2 katalizi ve UV ışını ile etkileşimi soınucu fotodegradasyonu sağlanan Basic Yellow 28 boyar maddesi tekstil boyası olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. Bölüm 1 çalışmasının amacı ise Fed op edilmiş TiO2 varlığında UV ışını ile uyarılmış BY28 çözelitisnin fotokatalitik parçalanmasının araştırılmasıdır. Bölüm 1 çalışmaları üretilen malzemenin fotokatalitik degradasyona uygun olmadığını göstermiştir ve Bölüm 2 çalışmaları üretilen TiO2 nin diğer bir kullanım alanı olarak Al2TiO5 seramik malzemesi üretimini kapsamaktadır. Sonuçlar üretilen TiO2 ile elde edilen Al2TiO5 in ticari Al2TiO5 e göre alternatif olabileceğini göstermiştir.
Doğal ürünlerin süperkritik akışkan ortamında ekstraksiyonu
Bu çalışmada, hammadde olarak Illycaffè S.P.A'dan (I) ve Trieste Üniversitesi Ekonomi Fakültesi'nin kantininden (II) temin edilen nemli kahve telveleri kullanılmıştır. İlk aşamada, 60°C'de kurutulan kahve telvelerinin %55 ve 60 oranında nem içerdiği tespit edilmiştir. Kahve telvelerinin içerdiği yağ ise hem süperkritik CO2 ekstraksiyonuyla deneysel tasarıma dayalı olarak hem de n-hekzan ve diklorometanın çözücü olarak kullanıldığı Soxhlet cihazında ekstrakte edilmiştir. Boru tipi ekstraktörün (Autoclave A21, Separex) kullanıldığı Sc-CO2 ortamındaki deneylerde; sıcaklık, basınç ve dinamik ekstraksiyon süresi gibi değişkenlerin kahve telvesi yağ miktarı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Cevap Yüzeyi Yöntemi ile optimize edilen sonuçlara göre optimum çalışma koşulları; 33.2 ? C sıcaklık, 284.1 bar basınç ve 220.9 dk dinamik ekstraksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Her iki yağ örneğinde de en önemli bileşenler; palmitik ve linoleik asit olarak tespit edilse de (toplamda yaklaşık %75) Sc-CO2 ve Soxhlet ekstraksiyonuyla elde edilen yağların yağ asidi dağılımında önemli farklılıklar gözlenmiştir. Bu denemelere paralel olarak, elde edilen kahve telvesi yağlarının tokoferol ve sterol içerikleri de analiz edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Deneysel tasarım, kahve telvesi, sterol, süperkritik akışkan ekstraksiyonu, tokoferol
Advanced electrode/electrolyte materials for low and intermediate temperature solid oxide fuel cells
In this thesis study, various advanced materials were synthesized and investigated as electrode and electrolyte for low and intermediate temperature solid oxide fuel cells (SOFCs). Molybdenum vanadium oxide (V0.13Mo0.87O2.935) powder was obtained by a new method of reducing acidified vanadate and molybdate solution at 60 °C by passing hydrogen sulfide gas through the solution. The obtained mixed oxide was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetry (TG) and Differantial Thermal Analysis (DTA) and used as anode in a fuel cell for the first time in literature. Its electrochemical behaviour and performance in the solid oxide fuel cell were carried out using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Fuel Cell Test Station.Three types of solid acids, rubidium phosphate tellurate, rubidium selenate with a secondary phase of rubidium hydroxide and cesium dihydrogen phosphate tellurite, were prepared and characterized by SEM, XRD, High Temperature X-ray Diffraction (HT-XRD), TG, DTA, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) techniques. All solid acids were tested as electrolyte under various temperatures and atmospheres. Conductivity measurements were performed by EIS.The results from the study showed that molybdenum vanadium oxide is a good candidate to be used as a mixed ionic and electronic conducting anode in intermediate temperature SOFCs. In addition, it is revealed that advanced solid acid materials have a potential to be used as electrolytes for low and intermediate temperature SOFCs.
Yemeklik yağ rafinasyon atıklarından süperkritik CO2 esktraksiyonu ile değerli ürün eldesi
Bitkisel yağların rafinasyon atıklarından zeytinyağı deodorizer destilatı (ZDD) ile ayçiçeği asit yağının (AAY), içerdiği değerli bileşenlerin süperkritik CO2 ortamında ekstraksiyonu; laboratuvar ve boru tipi olmak üzere iki farklı ekstraktörden oluşan deney düzeneği kullanılarak, deneysel tasarım çerçevesinde incelenmiştir. AAY için laboratuvar tipi ekstraktördeki deneyler; 45.86-74.14 ? C sıcaklık, 11.58-14.41 MPa basınç ve 4.75-13.24 mL numune miktarı aralığında gerçekleştirilmiştir. Boru tipi ekstraktörde ise hem ZDD hem de AAY hammadde olarak kullanılmıştır. ZDD için parametreler; sıcaklık (40-80 ? C), basınç (8-16 MPa), statik (0-40 dakika) ve dinamik (0-40 dakika) ekstraksiyon süresi olarak seçilmiş ve yardımcı çözücü olarak petrol eteri, aseton, kloroform-metanol karışımı ve etanol kullanılmıştır. AAY için parametreler ise sıcaklık (43.20-76.80 ? C), basınç (11.32-14.68 MPa) ve yardımcı çözücü olarak eter-hekzan karışımı, kloroform, aseton, etilasetat, 1-propanol olarak belirlenmiştir. Elde edilen ekstrakt ve rafinatlar; squalene, sterol ve tokoferol içerikleri açısından değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, steroller ve tokoferoller rafinatta, squalene bileşeni ise ekstraktta zenginleştirilmiştir.
Farklı yöntemlerle baryum metaborat üretimi ve üretim sürecine etki eden faktörlerin incelenmesi
Ticari boratlar arasında bulunan baryum metaborat (BaO.B2O3 / BaB2O4) boyalarda, plastik, tekstil, kauçuk, yapıştırıcı sanayinde ve ahşap ürünlerin korunmasında çok kullanılan bir katkı maddesidir, ancak henüz ülkemizde üretimi mevcut değildir. Baryum metaboratın düşük sıcaklık formu olan ß- BaB2O4 kristali mükemmel özelliklere sahip doğrusal olmayan optik bir kristaldir (Nonlinear Optical Crystal).Bu tez çalışmasında baryum metaborat`ın verimli ve hızlı bir yöntemle üretilmesini sağlayacak tekniğin geliştirilmesi için çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla; baryum metaborat üretiminde ilk defa uygulanan yeni nesil üretim sistemlerinden biri olan ultrasonik ses dalgaları kullanılmıştır. Bor kaynağı olarak boraks dekahidrat, borik asit ve sodyum metaborat tetrahidrat ile hazırlanmış sulu çözeltilerde reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, kristallenme süresi, reaktanların molar oran ve pH değerlerinin reaksiyon verimine ve kristal oluşumuna olan etkisi incelenmiştir. Reaksiyon parametreleri belirlenerek, tek kristal büyütmesinde başlangıç malzemesi olarak kullanılabilen nano yapılı ß-baryum metaborat tozunun üretimi gerçekleştirilmiştir. Endüstriyel uygulamaya adapte edilebilecek sürekli üretim sistemi de laboratuar ölçeğinde geliştirilmiştir.Alternatif olarak, baryum metaborat üretiminde mikrodalga sentez yöntemi bu tez çalışmasında yine ilk defa olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Mikrodalga güç seviyelerine ve zamana göre farklı bor kaynaklarıyla yapılan deneylerde üretim verimindeki değişimler aydınlatılmıştır. Ayrıca borik asit ve baryum karbonatın kullanıldığı katı hal sentez yöntemi de incelenerek üretim parametreleri belirlenmiştir
Farklı silika kaynaklarından SBA-15 üretimi, karakterizasyonu ve uygulama alanının incelenmesi
Mezogözenekli malzemeler içinde üstün özellik sergilemelerinden dolayı SBA-15, ilaç salım sistemlerinde, adsorpsiyon ve katalizörle ilgili uygulamalarda tercih edilmektedirler. Bu tez çalışması kapsamında farklı silika kaynaklarından SBA-15 üretimi incelenmiştir. Silika kaynağı olarak saf silikalar ile birlikte yüksek silisyum içeriğine sahip altın madeni saflaştırma tesisi atık arıtma çamuru, herhangi bir ön arıtma işlemi uygulanmadan kullanılmıştır. Arıtma çamurundan SBA-15 üretimi için optimum üretim parametreleri fraksiyonel faktöriyel deneysel tasarım yöntemi ile belirlenmiştir. Geliştirilen bu üretim yöntemi ile hem çevreye hem de mezogözenekli malzemenin üretim ekonomisine önemli bir oranda katkı sağlanmıştır. Bununla beraber, farklı saf silika kaynaklarından üretilen SBA-15 numunelerinin ilaç salımında taşıyıcı malzeme olarak kullanımını araştırmak için numuneler, aşılama yöntemi ile fonksiyonelleştirilmişlerdir. Fonksiyonelleştirilen ve fonksiyonelleştirilmeyen SBA-15 numunelerinin model ilaç flurbiprofen salımında kullanımı karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.
The effect of Sb2O3/DBDPE ratio on the flame retardancy and physico-mechanical properties of EPDM elastomer
The flammability of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) filled with decabromodiphenylethane (DBDPE) and antimony trioxide (Sb2O3) is investigated. The effects of DBDPE and Sb2O3 on flammability and physico-mechanical properties of EPDM mixture is examined. In order to determine the optimum DBDPE/Sb2O3 ratios in EPDM mixture, the amount of DBDPE and Sb2O3 has been changed while all the other parameters were kept constant. EPDM blends that contains with different amounts of flame retardants mixed in laboratory-mixer and vulcanized in compression type laboratory-press. While rheometer tests were done in semi product step, density, hardness, tensile strength, elongation at break tests have been done to the final product for each formulation. To compare the results limiting oxygen index (LOI) and UL-94 flammability tests, thermo-gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) were used. The best result for flame retardant properties was found for the blend contains 20 phr DBDPE and 10 phr Sb2O and the LOI's of this mixture was found as 25.6. The results showed that flame retardancy is inadequate when DBDPE and Sb2O3 were used alone but combination of DBDPE and Sb2O3 is increased flame retardancy of EPDM. The results showed that increasing content of Sb2O3 in DBDPE/ Sb2O3 improved the flame retardant property and thermal stability of EPDM. While the addition of DBDPE and Sb2O3 flame retardants improved the flame retardation of EPDM, it caused deterioration of tensile strength and elongation at break of EPDM.
Kapalı ortam hava kirleticilerini giderici iç cephe sıva üretimi ve etkinliğinin incelenmesi
WHO (Dünya Sağlık Örgütü) insanların zamanlarının yaklaşık %90'ını kapalı ve yarı kapalı ortamlarda geçirdiği ve buna bağlı olarak hasta bina sendromu probleminin dünyadaki en önemli sağlık problemleri sıralamasında dördüncü sırada yer aldığını açıklamıştır. Günümüzde standart olarak kullanılan yapı malzemelerinin yerine üstün özellikli ve yeni nesil malzemelerin geliştirilmesi zorunluluğu ortaya çıkmıştır. Bu amaçla bu tez çalışmasında kapalı ortam hava kirleticilerini giderici, iç cephe sıvası üretimi gerçekleştirilmiş ve etkinliği incelenmiştir. Standart alçı sıvanın aktif madde ile geliştirilmesi ile ekolojik ve yeni nesil iç cephe sıva formülasyonu gerçekleştirilmiş ve CO, CO2, amonyak gazları ile toluen ve formaldehit solvent buharı analizleri gerçekleştirilmiştir.Yeni nesil ekolojik sıva standart alçı sıvaya göre CO gaz adsorpsiyonunda 33 kat, CO2gaz adsorpsiyonunda 7 kat, formaldehit solvent buharı analizinde 2 kat, amonyak gaz adsorpsiyonunda 6,5 kat ve toluen solvent buharı analizinde 10 kat daha etkin olduğu saptanmıştır.
Sol-jel yöntemiyle metal borat üretimi ve karakterizasyonu
Dünya bor rezervlerinin %72' lik kısmına sahip olması nedeni ile Türkiye bor teknolojilerinin geliştirilmesi açısından oldukça avantajlı bir konumda bulunmaktadır. Metal boratlar son yıllarda avantajlı özellikleri nedeni ile birçok prosesin önemli bir ham malzemesi konumunda bulunmaktadır. Sol-jel yöntemi yüksek kalitede ürün eldesi sağlaması nedeni ile diğer yöntemlere alternatif olanarak son yıllarda özellikle bor bileşiklerinin üretilmesinde tercih edilmektedir. Bu yöntem kullanılarak sentezlenen Ba, Li, Sr metal boratlar gibi doğrusal olmayan optik özelliklerinden dolayı tıptan elektroniğe kadar pek çok alanda kullanılmaktadırlar. Bu tez çalışmasında, doğrusal olmayan optik malzeme özelliği taşıyan stronsiyum boratın (SrBxOy) Mineral ve Pechini olmak üzere iki farklı sol-jel yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yapısal karakterizasyon sonuçları neticesinde tek fazlı Sr-B-O yapısının Mineral sol-jel yöntemi ile SrB6O10, Pechini sol-jel yöntemi ile SrB4O7 ve SrB6O10 kimyasal yapılı bileşikleri üretilmiştir. Yüksek verimli ve tek fazlı SrBxOy bileşiklerinin geleneksel hidrotermal üretim yöntemi ile üretilemediği tespit edilmiş olup, doğrusal olmayan optik malzeme olarak kullanılması hedeflenen SrBxOy bileşiklerinin uygulama kolaylığı, çevreye duyarlılığı ve düşük maliyet avantajlarından dolayı Mineral sol-jel yöntemi ile üretimi önerilmektedir. Anahtar Kelimeler: Pechini sol-jel yöntemi, mineral sol-jel yöntemi, stronsiyum borat
Çelikhane cürufunun yapı malzemesi olarak değerlendirilmesi
Sanayi devrimi ile birlikte endüstri gelişmeye başlamış ve sonucunda oluşan atıklar gün geçtikçe çevre ve insan sağlığı bakımından tehlikeli hale gelmeye başlamıştır. Bu nedenle oluşan atıkların geri kazanımı günümüzde büyük önem taşımaktadır. Demir ve çelik endüstrilerinde oluşan cüruf atığının bir bölümü kırma ve eleme ünitelerinden geçirilip işlenebilirliği sağlandıktan sonra bileşimindeki minerallerden kaynaklanan puzolanik özelliği sayesinde çimentoda katkı malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Özellikle çelikhane cürufları olmak üzere, oluşan cüruf atıklarının büyük bir bölümüne puzolanik özellik kazandırılamamaktadır ve cüruf ürünleri atık sahalarında depolanmaktadır. Bu çalışmada İSDEMİR A.Ş'de demir çelik üretimi esnasında oluşan çelikhane cürufunun yapı malzemesi olarak kullanımı incelenmiştir. Bu amaçla cüruf numunelerinin yapı malzemesi olarak kullanılabilirliğine dair ilgili standart ve mevzuatlara uygun olarak deneyler yapılmıştır. Cüruf numunelerinin fiziksel ve mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla elek analizi deneyi, cüruf numunelerinin kimyasal özelliklerini incelemek için asitte çözünebilir sülfat içeriği, suda çözünebilir klorür içeriği, toplam kükürt içeriği, humus içeriği, hafif kirletici miktarı içeriği deneyleri ile birlikte XRF ve XRD analizleri yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre cüruf numunelerinin yapı malzemesi olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Çelikhane cürufu kullanılarak C25 ve C30 sınıfı beton üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen betonların 3, 7 ve 28 günlük basma dayanımı sonuçları, doğal kırma taş ve uçucu kül kullanılarak üretilen beton numunelerinin sonuçları ile karşılaştırılmıştır.
Çöp sızıntı suyunun Ni/Al2O3 katalizörü kullanılarak süperkritik su oksidasyonuyla arıtımı
Süperkrititik su oksidasyonu (SCWO) atıksuların içerdiği organik maddeleri zararlı yan ürünler oluşturmadan parçalayabilen bir prosestir. Bu nedenle SCWO prosesi, tehlikeli atıkların bertarafında tercih edilen bir tekniktir. Süperkrititik su oksidasyonu, bir oksidant madde kullanılarak suyun kritik özellikleri olan 647,3 K üzerindeki sıcaklık ve 22,12 MPa'ın üzerindeki basınç değerlerinde gerçekleştirilir. Bu koşullarda suyun düşük yoğunluk ve dielektik sabiti ve iyonik ürün miktarı değerlerinden dolayı, su polar olmayan çözücü gibi davranır. Bu çalışmada, İstanbul Çevre Koruma ve Atık Maddeleri Değerlendirme Sanayi ve Ticaret A.Ş'den alınan çöp sızıntı suyunun süperkritik su ortamında Ni/Al2O3 katalizörü kullanılarak oksidasyonla arıtımı gerçekleştirilmiştir. Deneyler sürekli akışlı reaktörde yapılmıştır ve oksijen kaynağı olarak hidrojen peroksit kullanılmıştır. Sıcaklık, basınç, H2O2 konsantrasyonu ve reaksiyon süresinin arıtım verimine etkisi incelenmiş ve maksimum seviyede arıtımın elde edildiği çalışma koşulları tespit edilmiştir. Oksidan olarak hidrojen peroksit'in kullanıldığı, farklı reaksiyon koşullarında yapılan deneylerde, kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) 4750 mg/L olan ve toplam organik karbon (TOK) içeriği 2525 mg/L olan çöp sızıntı suyunun, 30 ile 150 s arasındaki reaksiyon sürelerinde, toplam organik karbon temelinde % 97,05'e varan verim ile arıtımı gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları incelendiğinde; reaksiyon süresi, sıcaklık ve O2 konsantrasyonu arttıkça daha yüksek arıtım verimlerinin elde edildiği, reaksiyon basıncının artmasıyla ise arıtım veriminin düştüğü görülmüştür. Elde edilen deneysel veriler kullanılarak oksidasyon reaksiyonunun, reaksiyon sıcaklığı ve süresi, atık su ve oksitleyici konsantrasyonuna bağlı kinetik modeli oluşturulmuştur. Reaksiyon hız ifadesinde, aktivasyon enerjisi Ea, 3,63 kJ.mol-1, atıksu konsantrasyonu ve oksitleyici konsantrasyonuna göre reaksiyon mertebesi sırasıyla 0,67 ve 1,33 olarak bulunmuştur.
Tunçbilek uçucu külünden Zeolit-X sentezi ve adsorbent olarak kullanımının incelenmesi
Termik santrallerde, dünya çapında her yıl milyonlarca ton uçucu kül oluşmaktadır. Uçucu küllerin depolanması hem ekonomik hem de çevresel açıdan ciddi bir problemdir. 1989 yılından bu yana gündemde olan ve her geçen gün ilginin arttığı 'endüstriyel ekoloji' kavramı, tüm dünyada çözülememiş olan uçucu küllerin değerlendirilmesi sorununa son derece doğru bir yaklaşımdır. Uçucu küller içerdikleri silika ve alümina bileşikleri nedeniyle zeolit sentezi için hammadde olarak kullanılabilmektedirler. Bu tez çalışması kapsamında, hem saf kimyasallardan hem de Tunçbilek uçucu külünden Zeolit-X sentezi gerçekleştirilmiştir. Tunçbilek uçucu külünden Zeolit-X sentezi, alkali füzyon ve ultrasonik destekli alkali füzyon olmak üzere iki farklı yöntemle incelenmiştir. Sentez mekanizması oldukça kompleks olan Zeolit-X sentezi için üretimi etkileyen faktörlerin etkisinin daha iyi anlaşılabilmesi adına optimum sentez parametreleri Taguchi deneysel tasarım yöntemiyle belirlenmiştir. Her iki yöntem için belirlenen optimum koşullarda elde edilen örnekler, ticari Zeolit-X ile karşılaştırılarak ürünlerin özellikleri değerlendirilmiştir. Pek çok kullanım alanı bulunan Zeolit-X'in endüstride en çok kullanıldığı alanlardan bir tanesi adsorpsiyon prosesidir. Elde edilen Zeolit-X örnekleri ve ticari Zeolit-X'in, her yıl binlerce ölüme sebep olduğu tahmin edilen hasta bina sendromunun en önemli uçucu organik bileşiklerinden olan benzen ve toluenin adsorpsiyonu için kullanımı incelenmiştir.
TiO2/Cu2O ince film fotovoltaik hücrelerin karakterizasyonu
Photovoltaic cells (PVs) generate electricity by using sunlight. Although they have been known since years, they have recently been famous with increasing renewable energy demand. Nowadays, silicon solar cells are mostly used. But to achieve lower cost and improve manufacturing for large scale, different kind of PVs should be established. While PVs' demand grow, new materials should be supplied. In this perspective Cu2O is an attractive material as an absorber and TiO2 is known as a large band gap semiconductor. When these two semiconductors are brought together, a p-n junction is created which is promising as a solar cell. In this thesis, TiO2/Cu2O thin film PV characterization was studied. Characterization focused on optical properties of thin films as transmittance, absorbance, band gap values and behaviors under illumination related with their structural properties. Thin film deposition was processed by pulsed laser deposition method. In the first part, variable temperatures, pressures and transparent conductive layers were used to achieve anatase crystal phase for TiO2 layer. Under 0.4 mbar oxygen pressure and 350°C, 450°C, 550°C temperatures, thin film samples were deposited on FTO substrates. The XRD results showed that as-deposited films were amorphous so films were subjected to annealing process and anatase-rutile transformation was observed. Band gap values decreased after annealing; 3.45-3.29 -3.15 eV, respectively. Under 500°C deposition temperature and 0.05 mbar, 0.2 mbar oxygen pressures, thin films were deposited on ITO substrates. XRD results showed that as-deposited films were anatase+rutile mixed phase and anatase phase, under these pressures. Band gaps were 3.28-3.33 eV respectively. Second part was obtaining the Cu2O phase by adjusting the oxygen partial pressure. Under 0.2 mbar Ar atmosphere and 2x10-4mbar-2x10-2 mbar oxygen partial pressures, samples were deposited on TiO2 layers which were growth on FTO. Third part was applying the individual layer deposition parameters to overall photovoltaic cell. Overall PV structure was poor anatase and Cu2O phases. To investigate the electrical properties of photovoltaic cells, an illumination set-up was arranged. Set-up properties and sample response results under illumination were discussed in the results part. Key words:Photovoltaic cells, semiconductor, p-n junction, thin film, transmittance, absorbance, band gap.