Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 125. Sayı (Aralık 2018)

suvecevre.com 43 12 / 2018 • SU VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ MAKALE cih edilmeye başlanmıştır. Seramik ve metal esaslı membranların kulla- nım ömürleri polimerik membranlara göre daha uzundur. İnorganik membranların üreti- minde alüminyum oksitler (g-Al 2 O 3 , a- Al 2 O 3 ), zirkonyum dioksit (ZrO 2 ), titanyum dioksit (TiO 2 ), seryum dioksit (CeO 2 ), silisyum dioksit (cam) (SiO 2 ) gibi seramik malzemeler ve sin- terlenmiş çelik fiberler ve tozlar gibi metal malzemeler kullanılmaktadır. Şekil 9’da seramik bir membrana ait SEM görüntüsü verilmiştir. İnorganik membranlar 100 °C üzeri sıcaklıklara dayanabilmekte ve çok düşük ve çok yüksek pH koşullarında çalışabilmek- tedir. Ancak seramik membranların yüksek üretim maliyetlerinden dolayı kullanımı kısıtlıdır. Seramik membran endüstrisi geliştikçe üretimmaliyetleri azalmakta ve kullanım alanı gün geç- tikçe artmaktadır. Seramik membranların çeşitli üstünlükleri özet halinde aşağıda sıralanmıştır (Saleh ve Gupta, 2016): • Gözenek çapı dağılımı oldukça düzgündür. • Sıcaklığa karşı çok yüksek direnç- leri vardır. Örneğin, seramik membranlar 350 °C’ye kadar dayanabilmektedir. • Zor çözelti şartlarına karşı daya- nıklı olup kimyasal dayanımları yüksektir. Daha geç bozunurlar ve ömürleri uzundur. Örneğin seramik membranlar HF ve H3PO4 dışında çoğu kimyasala karşı inert bir yapı göstermekte- dir. • Geniş bir pH aralığında stabil- lerdir. Örneğin seramik memb- ranlar 1-13 pH aralığında uzun süreli çalışabilirler. • Katalitik reaksiyonlara veya elektrokimyasal aktivitelere karşı dayanıklıdırlar. • İnorganik membranlar kuvvetli kimyasal yıkama prosedürlerine karşı dayanıklıdır. Örneğin kuv- vetli kimyasallar, buhar sterilizas- yonu, geri yıkama ve ultrasonik temizlik teknikleri uygulanabilir. • Mikrobiyal maddelere karşı düşük hassasiyetleri olduğu için biyolojik bozunmaya karşı daya- nıklıdırlar. İnorganik membranların göster- diği bu üstünlükler yanında çeşitli mahsurları mevcuttur. Bu mahsur- lar da aşağıda sıralanmıştır (Saleh ve Gupta, 2016): • Üretim prosesindeki zorluklar • Doğal olarak kırılgan yapıda olması • Polimerik membranlara göre daha ağır ve kapladıkları alanın daha fazla olması • Maliyetlerinin yüksek olması. Tablo 1’de membran üretiminde kullanılan bazı malzemelerin kim- yasallara karşı olan uyumluluğu özetlenmiştir. Çalışılan kimyasal ve uygulama için seçilecek membran malzemesi için Tablo 1 kullanılabilir. Son yıllarda kompozit membranların üretiminde nanoteknolojik yöntem- ler kullanılmaktadır. Bu çalışmalar özellikle nanokompozit membran üretimi alanında yaygınlaşmakta- dır. Nanokompozit membranlar organik-organik, organik-inorga- nik ve inorganik-inorganik karışımı olabilmektedirler. Nanokompozit membranlara verilebilecek en yaygın örnek polimerik malzeme içerisine nano yapıda gümüş, TiO2 ve zeolit gibi malzemelerin katılarak memb- ran üretilmesidir. Şekil 10’da gümüş nanopartikülü ve çeşitli polimerler kullanılarak üretilmiş nanokompo- zit membranların SEM ve Elektron Dağılım Spektroskopi (EDS) hari- taları verilmiştir. EDS haritasındaki sarı noktalar gümüş nanopartikül bulunan bölgeleri göstermektedir. Bu çalışmada gümüş nanopartikülü membranların tıkanma özelliklerinin iyileştirilmesi için kullanılmıştır. Şekil 10. Nanokompozit membranların SEM-EDS haritalandırması a) 0,09AgNP/PSf membranı b) 0,09AgNP/PES membranı c) 0,09AgNP/SA membranı d) PS/AgNP membranın EDS haritası e) 0,09AgNP/PES membranın EDS haritası f) 0,09AgNP/SA membranın EDS haritası (Sile-Yüksel ve diğ, 2014) Şekil 9. Seramik bir MF membranının yüzey görüntüsü (MEM-TEK Kütüphanesi)