Chemical Engineering / Kimya Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/14
Browse
6 results
Search Results
Research Project Gözenekli seramik malzemelerin sol-jel yöntemiyle hazırlanması ve karekterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2002) Çiftçioğlu, MuhsinBu projede seramik membranların sol-jel yöntemleri ile hazırlanması ve karakterizasyonu incelenmiştir. Bir dizi parametrelerin sol oluşturma reaksiyonlarına ve koşullarına etkileri,desteksiz membranlar ve jel parçalarının nitrojen adzorbsiyon-dezorpsiyon, TGA ve FTIR kullanılarak karakterizasyonu incelenmiştir. Seramik membranların gaz ayırma gibi endüstriyel uygulamalardaki performansı ve potansiyel kullanımı büyük oranda bu malzemelerin mikroyapı-gözenek ağının kontrollü tasarımındaki yetkinliğe bağlıdır. Belirli koşullar altında berrak titan solları ve jellerinin hazırlanmasının mümkün olduğu bulundu. Titan jel parçalarının dezorpsiyon gözenek boyutları 30-40 A aralığında bulundu. Soldaki katı içeriği arttıkça gözenek boyutunun arttığı ve dağılımının genişlediği bulundu. Solların kararlılığının ve gözenek boyutunun H+/Ti oranındaki artışla azaldığı gözlendi. Desteksiz alümina membranların 600C de ısıl işlemle hazırlanmasında peptize olmuş alümina solları kullanıldı. Berrak sollardan elde edilen desteksiz silika membranları 400C de ısıl işleme tabi tutuldu.Termogravimetrik analiz bohemit'in 425 C'da -Al2O3'ya dönüştüğünü gösterdi. Bütün izotermlerde P/Po'nun 0.4-0.6 aralığında hızlı dezorbsiyon ve histerisis lupları gözlendi. BJH gözenek boyut dağılımlarının oldukça keskin olduğu ve 40-45 A'nın üzerinde gözenek bulunmadığı gözlendi. En düşük BET yüzey alanına da sahip orta derecede asit içeren bir alümina soldan hazırlanan membranlarda dezorbsiyon gözenek boyut dağılımının genişlediği gözlendi. Bu membranların BET partikül boyutlarının 70-100 A aralığında olduğu saptandı. Bu partikül boyut aralığı için tek boyutlu küresel paketlemelerde oluşabilecek boğaz gözenek (kavite) boyutlarının deneysel olarak saptanan adzorpsiyon-dezorpsiyon gözenek boyutlarına yakın olduğu saptandı. Desteksiz silika membranları mikrogözenekli malzemelerde gözlenen ve histerisis luplarını içermeyen Tip I izotermlerini gösterdiler. Bulunan HK ortalama gözenek çapları 10 A'dan küçüktü. Silika sollarındaki su içeriğinin gözenek boyutunu yükselttiği saptandı.Research Project Nadir toprak ve geçiş elementleri katkılı titan kompozitlerinin nanotasarımı ve yapay fotosenteze yönelik kullanımlarının araştırılması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Çiftçioğlu, Muhsin; Duvarcı, Özlem; Özçelik, Serdar; Yurtsever, Hüsnü ArdaGünümüzde ağırlıklı olarak sürdürülebilir olmayan fosil yakıtlara (petrol, doğal gaz ve kömür) dayanan ve sürekli bir şekilde artan enerji ihtiyacının neden olduğu olumsuz etkiler ve bunların yarattığı kaygılar insanlığı er ya da geç sürdürülebilir temiz enerji kaynaklarına yöneltecektir. Hem küresel CO2 miktarını azaltan ve hem de metanol, hidrojen vb. yenilenebilir ve sürdürülebilir yakıt üretimini sağlayan yapay fotosentez (su parçalama/CO2 fotoindirgeme) önemli bir seçenek oluşturmaktadır. Fotokatalitik süreçler çevresel sorunların çözümüne ve yenilenebilir enerji üretimine önemli katkılar yapacaktır. Güneş enerjisini kullanarak çevre sorunlarını çözme ve enerji gereksinimini karşılamaya yönelik yapay fotosentez uygulamalarında kimyasal ve optik özelliklerinden ötürü titan bazlı fotokatalitik malzemeler en yaygın kullanılan malzemelerdendir. Son yıllardaki araştırmalar lantanit katkılarının titan fazlarını güneş ışınlarını görünür bölgede daha verimli kullanır hale getirebileceği yönünde önemli bulgular içermektedir. Etkin malzeme nanotasarımlarının başarısı katkı iyonlarının kafes/kompozit yapıdaki konumlarının, ana fazlardaki çözünürlüklerinin ve var olan çok fazlı sistemlerdeki fazlar arası etkileşimlerin daha iyi anlaşılmasıyla olasıdır.Article Citation - WoS: 6Citation - Scopus: 7Influence of Calcination Temperature on Microstructure and Surface Charge of Membrane Top Layers Composed of Zirconia Nanoparticles(Springer Verlag, 2015) Erdem, İlker; Çiftçioğlu, MuhsinThe purpose of the research is to investigate the changes in microstructure and physicochemical characteristics, mainly surface charge (i.e. zeta potential) of zirconia membrane top layer during calcination. Zirconia is one of the most commonly preferred materials for ceramic membrane top layers due to its superior durability. The physicochemical properties of the top layer composed of submicron / nano particles is necessary not only for Donnan exclusion but also for dynamics of membrane fouling. In the present research the possibility of preparation of zirconia top layers with varying surface charge with changing calcination temperature was shown and a correlation between phase transformation and surface charge was determined.Conference Object Citation - WoS: 2Citation - Scopus: 2Investigation of the Permeability of Pure Gases in Sol-Gel Derived Al 2o 3 Membrane(Trans Tech Publications, 2004) Topuz, Berna; Çiftçioğlu, Muhsin; Özkan, FehimeThe preparation, characterization and pure gas permeation of sol-gel derived alumina membranes were investigated in this work. The effects of acid concentration/type and water content on the particle size in the sols and pore size distributions of the unsupported membrane were investigated by N 2 adsorption/desorption isotherms and Dynamic Light Scattering. Increasing the H +/Al 3+ mole ratio from 0.1 to 0.25 caused the hydrodynamic sol particle size and BJH pore size to decrease from 65 to 30 nm and 3.6 to 2.9 nm, respectively. The pore size increased from 2.8 nm to 3 nm upon increasing the calcination temperature from 500 to 600°C. Unsupported membranes were heat treated in the 200 to 1200 °C range for the characterization of the phase structure. Pinhole and crack free alumina membranes about 3 μm (2-layer) in thickness was observed from the SEM pictures with insignificant infiltration. The CO 2 permeability through the double layer γ-Al 2O 3 membrane calcined at 600 °C was 2.25*10 -7 mol/m 2.s.Pa, and had a slight pressure dependence indicating Knudsen Diffusion and Laminar Flow being the effective transport mechanisms. Upon the calcination of a similar 2-layer alumina membrane at 500°C, the CO 2 permeability decreased to 1.51 *10 -8 mol/m 2.s.Pa. without pressure dependence.Conference Object Citation - Scopus: 1Effects of Processing on the Properties and Permeability of Pure Gases Through Sol-Gel Silica Membranes(Trans Tech Publications, 2004) Topuz, Berna; Çiftçioğlu, Muhsin; Özkan, FehimeN2, O2 and CO2 pure gas permeation through sol-gel derived silica membranes were determined and the effects of processing parameters on the microstructure of the membrane was investigated. Silica sols were prepared in an alcoholic solution by hydrolysis and condensation of TEOS as a function of acid content. The thickness of the silica membranes was determined to be about 2μm and significant infiltration into the support was observed from the SEM pictures. The supported membranes were heat treated in the 50-400°C. The N2 permeabilities of silica membranes varied in the 2.2*10-10-2.7*10-8 mol/m2.s.Pa range for single layer membranes dipped for 10s. in the sol. The CO2 permeability of these membranes varied in the 1.2*10-9-6.95 *10-8 mol/m2.s.Pa range. The sols became viscous and gelled at 50°C in 16 hours. The O2 permeability increased with aging time. The optimum dipping time during processing was determined to be 10 seconds. The increase in the acid content of the sols were observed to increase permeabilities of the membranes significantly.Conference Object Citation - WoS: 5Citation - Scopus: 5Preparation and Microstuructural Development of Nanocrystalline Titania and Alumina(Trans Tech Publications, 2004) Çağlar Duvarcı, Özlem; Çiftçioğlu, Muhsin; Güden, Mustafa; Arıkut, G.The preparation of nanocrystalline titania and alumina was investigated by sol-gel methods using titanium isopropoxide, boehmite and aluminum isopropoxide. Various drying control chemical additives like oxalic acid, acetic acid and polyacrylic acid were used for modifying the drying behaviour and shrinkage of the gels. The sintered densities of the ceramics prepared by sol-gel processing and the dried gels were in the 79-99% of theoretical density for rutile. The green and sintered densities of the pellets prepared by uniaxial pressing of powders derived from sols, gels and precipitation techniques for titania were in the 40-52% and 55-83% respectively. The titania ceramics were observed to experience anatase-rutile phase transformation upon heat treatment at 650oC. The grain size of the sintered ceramics at 650oC was determined to be about 26 nm. Grain size of titania increased to 213 nm. at 850oC. The mechanical properties of these nanocrystalline ceramics were investigated by using microhardness testing.