Sol-jel metodu ile alümina esaslı seramik membranların hazırlanması

Abstract

Endüstride ayırma işlemlerinde kullanılan yöntemlerden biriside bir nevi fıltrasyon işlemi olan membran prosesleridir. Bu amaçla önceleri sentetik ve polimerik membranlar üretimiştir. Polimerik malzemelerin kullanım alanlarının sınırlı olması nedeniyle inoganik malzelerden membran imali yapılmaktadır. Bu inorganik malzemerin başında da seramik membranlar gelmektedir. Üzerinde en çok çalışılan seramik membranlardan biri de altlıklı alümina membranfardır. Altlıklı yapılmasının nedeni çok ince olan selektiv tabakanın mekanik mukavemetini artırmaktır. Seramik membranların klasik yöntemlerle üretimi mümkün olmamaktadır. Kimyasal bir yöntem olan sol-jel yöntemi, seramik membranların imaline imkan vermektedir. Sol-jel yöntemi ile kaplama kalınlığının ve üretilen mpmbranlarda gözenek boyutunun istenilen değerlerde tutulması mümkündür. Bu çalışma alüminyum metalinden başlayarak altlıklı alümina membran imalini içermektedir. Alüminyum metali HgCİ2 katalizörlüğünde izopropil alkol ile tepkimeye sokularak alüminyum izopropoksit elde edilmiştir. Alüminyum izopropoksit, su ile hidroliz edilmiş ve peptizasyon sonucu böhmit (AIOOH) üretilmiştir. Böhmitten hazırlanan solüsyon kil altlıklara daldırma metodu ile kaplanarak selektiv tabaka oluşturulmuştur. Selektiv tabaka kaplanmış numuneler kurutularak 600 °C 'de 3 saat sinterlenmiştir. Yapılan karekterizasyon çalışmaları neticesinde selektiv tabakaların y-Aİ203 fazında olduğu tespit edilmiş ve Sol-jel metodu kullanılarak kil altlıklı alümina membran imal edilmiştir. vuı

SUMMARY One of the industrial separation method is membrane processes which is type of filtration process. For this purposes, first synthetic and polymeric membranes are produced. Due to the limited application field, membranes are produced from inorganic materials. One of the most studied ceramic membrane type is supported alumina membranes. Due to the low mechanical strength of very thin films, supports must be used. Production of ceramic membranes with classical methods are impossible. Sol-gel method provides production of ceramic membranes. Coating thickness and pore size can be controlled by sol-gpl method. This study contains, production of supported alumina membranes, stalling from aluminum metal. Aluminum isopropoxide was produced by reaction between aluminum metal and izoprophanol with the catalyst action of HgC12. Boehmite (AlOOH) was produced from izopropoxide after hydrolyses and peptization steps. Clay supports were coated with solutions which were produced from boehmite, by dipping method and selective films were produced. Selective film was produced after jellatation by drying and sintering. After the characterization studies, it was found that, selective film was composed from y-alumina and clay supported alumina membranes were produced by using sol-gel method IX