Yağlı kirletici ve organik çözgen döküntülerinin temizlenmesi için hidrofobik ve oleofilik özellikli Agar/Poli (Vinil Alkol) membranlar ve aerojeller

Abstract

Bu çalışmada, sudan yağlı maddeler ile organik çözgenleri uzaklaştırmak için hidrofobik ve oleofilik özelliğe sahip suda çözünmeyen membran ve aerojel formunda yeni agar/poli(vinil alkol) (PVA) materyalleri hazırlanmıştır. Membran formunda ve aerojel formunda agar/PVA materyallerinin hazırlanmasında sırasıyla elektroeğirme tekniği ve liyofilizasyon tekniği kullanılmıştır. Membran formundaki materyallerin kalınlık, Fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) spektroskopi, suda çözünürlük, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını fotoelektron spektroskopi (XPS) ve su temas açısı ölçümleri yapılarak karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. PVA ve agar/PVA membran materyaller için sırasıyla 148,1 °'lik ve 150,1 °'lik su temas açısı değerleri ölçülmüştür. Hazırlanan PVA ve agar/PVA membran materyallerinin yağlı maddeler ve organik çözgenler için absorplama kapasitelerini, sudan organik çözgeni seçimli bir şekilde uzaklaştırma yeteneklerini ve yağlı madde-su veya organik çözgen-su emülsiyonlarını ayırmadaki başarılarını tespit etmek amacıyla bazı performans testleri gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneyler sonucunda, PVA membran materyali tarafından kendi ağırlığının yaklaşık olarak 6 ile 23 katı aralığında ve agar/PVA membran materyali tarafından kendi ağırlığının yaklaşık olarak 4 ile 22 katı aralığında yağlı madde ve organik çözgen absorplandığı görülmüştür. Eşit hacimli kloroform-su karışımı için PVA ve agar/PVA membran materyallerinin akış miktarı değeri sırasıyla 1234 L.m-2.sa-1.bar-1 ve 1136 L.m-2.sa-1.bar-1 olarak hesaplanmıştır. Toluen-su, kloroform-su ve motorin-su emülsiyonlarının PVA ve agar/PVA membran materyallerinden filtrasyonunda en yüksek akış miktarı değeri kloroform-su emülsiyonunda ve en düşük akış miktarı değeri motorin-su emülsiyonunda elde edilmiştir. Uygun miktardaki agar ve PVA çözeltilerine glutaraldehitin eklenmesiyle çapraz bağlı agar/PVA (100:0), agar/PVA (80:20), agar/PVA (50:50), agar/PVA (20:80) ve agar/PVA (0:100) aerojel materyalleri hazırlanmış ve çeşitli tekniklerle bu materyallerin karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. FT-IR ve suda çözünürlük analizleri ile aerojel formundaki materyallerin çapraz bağlanma işleminin başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği kanıtlamıştır. Agar/PVA aerojel materyallerinin tridekaflorooktiltrietoksisilan (TDFOTES) ile kaplanması işlemi gerçekleştirilen enerji dispersif X-ışını (EDX), haritalama ve XPS analizleriyle doğrulanmıştır. SEM analizi ölçüm sonuçları, agar/PVA matriksi içerisinde yer alan PVA miktarının artmasıyla birlikte aerojel yapısı içerisindeki gözenek miktarının giderek azaldığını göstermiştir. Yağlı maddeler ve organik çözgenler için en yüksek absorpsiyon kapasite değeri, agar/PVA (100:0) aerojel materyali ile elde edilmiştir. Kloroform-su emülsiyonunun filtrasyonunda, en yüksek akış miktarı ve en düşük ayırma verimi değerlerinin agar/PVA (100:0) aerojel materyali ile elde edildiği görülmüştür.