Search

Tam Metin / Tez Biyomalzemeler temel olarak tıbbi uygulamalarda tercih edilse de biyoteknoloji alanında da oldukça kullanılmaktadır. Bu tez çalıĢmasında biyouyumlu, biyobozunur, ıslak yüzeylerde yapıĢkan özellik gösteren polimer kompozit filmlerin sentezi ve sentezlenen filmlere doğal iyileĢtirici ajanlar katkılanarak filmlerin kullanım çeĢitliliğini artırmak amaçlanmıĢtır. Katkılanan doğal iyileĢtirici ajanlar; Thymus vulgaris (kekik yağı), Hypericum perforatum (Sarı kantaron yağı), Lavandula officinalis (Lavanta yağı), Borago officinalis (Hodan yağı), Morus alba (Karadut özü), Clove (Syzygium aromaticum ((Karanfil yağı)), Propolis, Kenevir Tohumu Yağı, Hyaluronik asit‘ dir. Biyouyumlu ve biyobozunur yapıların doğada kendiliğinden parçalanabilme, tıbbı uygulamalarda kullanıma uygun olma, çevresel olarak iyi huylu olma özellikleri sebebiyle kullanımı ön plana çıkmaktadır. Bu amaç doğrultusunda temel yapıda HPMC (hidroksipropil metil selüloz) ile birlikte niĢasta kullanılarak filmler sentezlenmiĢ ve karakterizasyon çalıĢmaları yapılmıĢtır. Karakterizasyon iĢlemleri için SEM (Taramalı elektron mikroskobu), Tekstür, FT-IR (Fourier DönüĢümlü Kızılötesi Spektroskopisi) analizleri ve ĢiĢme kinetiği çalıĢmaları yapılmıĢtır. Elde edilen analiz sonuçları incelendiğinde HPMC ve niĢasta ile biyouyumlu biyobozunur polimer kompozit filmlerin sentezinin ve iyileĢtirici ajanların immobilizasyonunun sağlanabildiği tespit edilmiĢtir. Sentezlenen filmlerin ĢiĢme kinetiği incelendiğinde Ks (ĢiĢme hız sabiti) değerlerinin 0.33 g/dk. ile 1.5 g/dk. aralığında olduğu, parçalanma sürelerinin ise 2 dk. ile 14 dk. aralığında olduğu tespit edilmiĢtir. Ayrıca tekstür analizi sonucunda filmlerin uzama miktarının 1.65 mm ve 9.95 mm aralığında olduğu belirlenmiĢtir. Yapılan analiz sonuçları değerlendirildiğinde esnek, biyouyumlu, biyobozunur, doğal bileĢen katkılı polimer kompozit filmlerin sentezlenebildiği ve kullanım alanlarının çeĢitlendirilebileceği tespit edilmiĢtir. Biomaterials are mainly used in medicine, also they are widely applied in biotechnology, too. In this work, we aim to increase the diversity of the use of the films by adding natural remedies to the synthesized films and synthesizing biocompatible, biodegradable polymer composite films that can adhere to wet surfaces. The added natural remedies are Thymus vulgaris, Hypericum perforatum, Lavandula officinalis, Borago officinalis L, Morus alba, clove (Syzygium aromaticum), propolis, hemp oil, hyaluronic acid. The use of biocompatible and biodegradable structures is gaining importance as they are self-degrading in nature, suitable for medical applications and do not pollute the environment. To this end, films were synthesized and characterization studies were performed using HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) along with starch in the basic structure. For characterization, SEM (scanning electron microscopy), texture and FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) analyzes and swelling kinetics studies were performed. The study of the obtained analytical results showed that the synthesis of biodegradable polymer composite films biocompatible with HPMC and starch and the immobilization of curative agents are possible. After the investigation of the swelling kinetics of the synthesized films, it was found that the Ks values (swelling rate constant) were 0.33 g/min with a range of 1.5 g/min and the disintegration time was 2 min with a range of 14 min. In addition, the texture analysis showed that the elongation values of the films ranged from 1.65 mm to 9.95 mm. The evaluation of the analytical results showed that flexible, biocompatible, biodegradable polymer composite films blended with natural ingredients can be synthesized and their applications are diverse.

Bu çalışmada, biyokompozit malzeme elde edilmesi için farklı kimyasallarla modifiye edilmiş atık ceviz kabuğu (CK), epoksi fenol novalak reçinesinde (EFN) dolgu malzemesi olarak kullanılmıştır. Alkali ile işlenmeden sonra CK, iki farklı karboksilik asit: linoleik asit (LnA) ve levülinik asit (LvA) ile modifiye edilmiştir. Kompozitler, döküm tekniği kullanılarak ASTM D 638 standartına göre çeşitli dolgu ağırlık oranlarında (%10-20-30-40-50) hazırlanmıştır. CK'ların kimyasal yapıları FTIR ile aydınlatılmıştır. Kompozitlerin morfolojisi, X-Işını Kırınımı (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ile karakterize edilmiştir. Modifikasyon türü ve CK dolgu oranının kompozitlerin mekanik, termal ve su sorpsiyon özelliklerine etkileri araştırılmıştır. En yüksek çekme dayanımı değerleri 82-94 MPa olarak LvA ile modifiye edilmiş CK kompozitleri için elde edilmiştir. Hazırlanan kompozitlerin çekme dayanımlarının dolgu türüne göre sıralaması: LvA ile modifiye CK (LvA-CK) .> LnA ile modifiye CK (LnA-CK) > NaOH ile işlem görmüş CK (NaOH-CK) > saf CK şeklinde olmuştur. Kompozitler için en uygun CK dolgu oranı %30 olarak kabul edilmiştir. Tüm kompozitlerin Young modülü değerleri EFN reçinesine göre yüksek bulunmuştur. Sertlik testinden elde edilen sonuç, kompozitler arasında fazla farklılık olmadığını göstermiştir. Kompozitlerin su sorpsiyonu CK oranına bağlı olarak artmıştır. Bununla birlikte, bu eğilim ve termal dayanımda hafif azalma, biyo bazlı çevre dostu ve ucuz ürünlerin imalatında modifiye edilmiş CK'ların kullanımı için kritik engeller değildir., In this study, walnut shell (WS) waste modified with different chemicals was used as filling material in epoxy phenol novolac resin (EFN) to obtain biocomposite materials. After treatment with alkali, WS was modified with two different carboxylic acids: linoleic acid (LnA) and levulinic acid (LvA). Composites were prepared in various filler weight ratios (10-20-30-40-50%) using the casting technique according to ASTM D 638 standard. The chemical structures of WSs were illuminated by FTIR. The morphology of composites has been characterized by X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The effects of modification type and WS filling ratio on mechanical, thermal and water sorption properties of composites were investigated. The highest tensile strength values of 82-94 MPa were obtained for WS composites modified with LvA. The order of the tensile strengths of the prepared composites according to the type of filler was as follow: WS modified with LvA (LvA-WS).> WS modified with LnA (LnA-WS)> WS treated with NaOH (NaOH-WS)> pure WS. The most suitable WS filling amount for composites has been determined as 30%. Young's modulus values of all composites were found higher than EFN resin. The result obtained from the hardness test showed that there was not much difference between composites. The water sorption of composites increased depending on the WS ratio. However, this trend and slight decrease in thermal stability are not critical obstacles to the use of modified WSs in the manufacture of bio-based environmentally friendly and inexpensive products., Bu tez çalışması BAP tarafından 18201150 nolu proje ile desteklenmiştir.

Tez çalışmaları kapsamında; "Modifiye edilmiş Hummers Metodu kullanılarak grafitten grafen oksit (GO) sentezi yapılmıştır. Sentezlenen GO deiyonize su ve çeşme suyu kullanılarak dispers edilmiştir. Sentezlenen grafen oksit tekstil malzemesi üzerine "Emdirme ve Çektirme Metodu" kullanılarak uygulanmıştır. Yapılan çalışmalarda; teknikte ve sektörde standart kalite olarak bilinen 2,8 mm ilmek boyu ile örülmüş 60/1 süprem kalitesi kullanılmıştır. Uygulamalar gerçekleştirilirken GO miktarı, işlem sıcaklığı ve uygulanan proses sürelerinde yapılan değişikliklerin kumaş üzerindeki fonksiyonel etkileri incelenmiştir. Uygulanan grafen oksitin etkisinin gözlemlenebilir nitelikte olabilmesi için de patlama mukavemeti, "kılcal ıslanma testi", "su iticilik" ve "iletkenlik" testleri yapılmıştır. Elde edilen veriler; GO, FTIR, SEM ve RAMAN analizlerinin de yardımıyla yorumlanmıştır. Test sonuçlarına göre; çektirme yöntemleri kullanılarak yapılan grafen oksit uygulamasının emdirme yöntemine göre kumaşa daha fazla fonksiyonel özellikler kazandırdığı gözlenmiştir. Kumaş üzerine yapılan grafen oksit uygulamaları sonrasında kumaşın elektrik iletkenlikleri de artmıştır. Dolayısıyla, grafen oksit kumaş uygulamalarının; özellikle teknik tekstiller arasında yer alan "akıllı tekstiller" çalışmalarına katkı sunabileceği gözlemlenmiştir. Endüstrinin ilerlemesi ve nihai ürün performans beklentilerinin artması; akıllı tekstil ürünleri gibi katma değeri yüksek ürünlerin geliştirilmesine yönelik çalışmaları da desteklemektedir. Bu nedenle, tez kapsamında yapılan çalışmaların daha sonrasında yapılacak örme ve kumaş optimizasyonları için yol gösterici olacağı düşünülmektedir. In thesis studies; "Graphene oxide (GO) was synthesized from graphite using the "Modified Hummers Method". The synthesized GO was dispersed using deionized water and tap water. The synthesized graphene oxide was applied on the textile material using the "Impregnation and Exhaustion Method". In the studies conducted; 60/1 single jersey quality knitted with 2.8 mm loop length, which is known as the standard quality in the technique and the industry, has been used. During the applications, the functional effects of the changes made in the amount of GO, the process temperature and the applied process times on the fabric were examined. Burst resistance, "wicking", "spray (absorbance)" "thickness" and "conductivity" tests were carried out to ensure that the effect of the applied graphene oxide was observable. The data obtained; It has been interpreted with the help of GO, FTIR, SEM and RAMAN analyzes. According to the test results; It was observed that the fabric gained more functional properties compared to the graphene oxide impregnation method using exhaustion methods. After the graphene oxide applications on the fabric, the electrical conductivity of the fabric has also increased. Therefore, graphene oxide fabric applications; It is thought that it will contribute to the development of smart textiles, especially among technical textiles. Industry advancement and increased expectations for end product performance; It also supports studies for the development of high value-added products such as smart textile products. For this reason, it is thought that the studies conducted within the scope of the thesis will be a guide for future knitting and fabric optimizations.

11.08.2021 tarihine kadar kullanımı yazar tarafından kısıtlanmıştır. YÖK Tez No: 656201 Son derece yüksek kristal ve elektronik kaliteye sahip olan grafen, yalnızca bir atom kalınlığında olan malzemelerin yeni bir sınıfını temsil etmektedir. Grafen, iki boyutlu bal peteği örgü içerisine sıkıca paketlenmiş karbon atomlarının düz tek tabakasına verilen isimdir. Grafenin yüksek termal ve elektriksel iletkenliği, yüksek mekanik mukavemeti, geniş spesifik yüzey alanı, termal kararlılığı ve kimyasal dayanıklılığı gibi üstün özellikleri katman sayısı değiştikçe ve yapısına başka elementler katıldıkça değişmektedir. Böylelikle yeni oluşan grafenin özellikleri çok daha farklı olmakta ve çok farklı amaçlar için kullanılabilmektedir. Bu yeni yapı ve özelliklerdeki grafenin mikro elektriksel cihazlar, lityum iyon pilleri, güneş pilleri, transistörler, biyosensörler ve biyoelektronikler, nano elektronikler, elektronik kâğıt ve bükülebilir iletişim cihazları gibi hızlı, esnek ve sağlam tüketici elektroniği ürünleri üretimi gibi birçok alanda kullanımının olması beklenmektedir. Ancak yeni oluşan grafenin bu özelliklerinin neden değiştiğinin deneysel olarak belirlenmesi oldukça zor olup bu amaçla kuantum kimyasal yöntemler devreye alınmaktadır. Literatürde bazı elementler grafen yapısına yüklenmiştir. Bu yükleme işlemi bazı elementler için ikili şekilde ve çok az sayıdaki bir kaç element için ise üçlü bir şekilde yapılmıştır. Bu çalışmanın amacı Ga, Ge, P, Si, Al yüklü grafen yüzeylerinin temel özelliklerinin dünyada birçok üniversite ve endüstri kuruluşunun çok önem verdiği kuantum kimyasal hesap yöntemlerinden biri olan DFT (Density Functional Theory - Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi) yardımıyla tespit edilerek incelenmesine yöneliktir. Bu çalışma ile dünyada yaygın bir şekilde çalışılmasına karşın ülkemizde az çalışılan kuantum kimyasal metotlarla yapılan malzeme modellemesi ve özelliklerinin belirlenmesi konulardaki çalışmalar açısından, çeşitli elementlerin yüklemesinin grafen yapısına nasıl bir etkisinin olacağı araştırması ile ülkemizin bilim dünyasına ve literatürüne bir katkı vermesi ve olası deneysel çalışmalara öncülük etmesi amaçlanmıştır. Tez kapsamında yapılan bu kuantum kimyasal hesaplarda WB97XD/6-31G(d,p) metodu kullanılmıştır. Tek tabaka olarak tasarlanan grafen yapıları üzerine element yükleyerek yapılan kuantum kimyasal yöntemlerle elde edilen yapısal, elektriksel, kimyasal ve optik gibi özellik verileri karşılaştırılıp ve grafenin yapısının özelliklerinde nasıl bir değişiklik yaptığı belirlenmiştir. Bu verilerle grafenin temel özelliklerinin (yapısal, kimyasal, mekanik, elektronik, optik, manyetik) araştırılması hedefine kuantum kimyasal hesaplar yardımıyla ulaşılmış olundu. Böylelikle deneysel olarak belirlenmesi güç olan element yüklemesi ile grafen yapısında meydana gelen değişimin neden kaynaklandığı kuantum kimyasal yöntemlerle belirlenmiş olundu. Bu sayede elde edilecek verilerle element yüklenmiş grafen yapıların sensörler, transistörler, iletkenler gibi olası kullanım alanları hakkında bir öngörü yapılabilmiştir. Bu çalışmada tekli yükleme ile yapılan çalışmalara nazaran üçlü yükleme ile yapılan çalışmaların grafenin özelliklerini büyük ölçüde değiştirmesi ve yapının cihazlardaki kullanımını etkili hale getirmiştir. Ga-P-Ga kombinasyonuyla yüklenmiş grafen yapısı hariç diğer tüm kombinasyonlarda (Ga-Ga-Ga, Ge-Ge-Ge, P-P-P, Si-Si-Si, Al-Al-Al, Ga-Ga-Ge, Ga-Ga-Si, GaGaAl-GaAl-Ga, GeGeGa-GeGaGe, GeGeP-GePGe, GeGeSi, GeGeAl-GeAlGe, P-P-Ga, P-P-Ge, P-P-Si, P-P-Al, SiSiGa-SiGaSi, Si-Ge-Si, Si-P-Si, Si-Si-Al, AlAlGa-AlGaAl, Al-Al-Ge, Al-Al-P, Al-Al-Si, Ga-P-Ge, Ga-Ge-Si, Ge-Ga-Al, Ga-P-Si, P-Ga-Al, Ga-Al-Si, Ge-P-Si, Ge-P-Al, Si-Ge-Al, Si-P-Al) kimyasal sertliğini ifade eden HLG değeri azalmıştır. Yüklü grafen yapılarında sertlikte artış, sistemin daha istikrarlı bir konfigürasyona doğru hareketinde artış, elektronik yapıda daha yüksek kararlılık, yüksek kimyasal reaktivite, yüksek kimyasal potansiyel, düşük elektronegatiflik değeri, yüksek elektriksel iletkenlik meydana gelmiştir. Fermi seviyesindeki artışa bağlı elektron yoğunluluğunun artışının Si-Si-Si, Ga-Ga-Ge, Ga-Ga-Si, Ge-Ge-Si, P-P-Ga, P-P-Ge, P-P-Si, P-P-Al, Si-Ge-Si, Si-P-Si, Si-Si-Al, Al-Al-Ge, Ga-Ge-Si, Ge-Ga-Al, Ga-Al-Si, Ge-P-Si, Si-Ge-Al kombinasyonlarında görmekteyiz. Bu sonuçlar ve yüklenen farklı özelliklere sahip elementler sayesinde yeni çok amaçlı cihaz kullanımları için element yüklü grafenler tercih edilebilir. Graphene with extremely high crystal and electronic quality is a new class of materials with only one atomic thickness. The Graphene name is given to the sheet monolayer of carbon atoms tightly packed into a two-dimensional honeycomb lattice. The superior properties of graphene such as high thermal and electrical conductivity, high mechanical strength, large specific surface area, thermal stability and chemical resistance change as the number of layers changes and other elements are added to its structure. Thus, the properties of the newly formed graphene are very different and it can be used for many different purposes. Graphene with this new structure and these new properties is expected to be used in many areas, for example in the manufacture of fast, flexible and robust consumer electronics products such as microelectronic devices, lithium-ion batteries, solar cells, transistors, biosensors and bioelectronics, nanoelectronics, electronic paper and flexible communication devices. However, it is very difficult to determine experimentally why these properties of the newly formed graphene change, and thus quantum chemical methods are used for this purpose. Some elements are doped on the graphene structure in the literature. This doping process has been done in binary form for some elements and in triple form for a few elements. The aim of this study is to determine the basic properties of graphene surfaces doped with Ga, Ge, P, Si, Al using DFT (Density Functional Theory), one of the quantum chemical calculation methods highly valued by many universities and industrial organizations around the world. Despite the widespread use of this method in the world, there are not lots of studies on quantum chemical methods of materials modeling and properties in our country so this study with the effect of the doping of various elements on the graphene structure will contribute to the scientific world and literature of our country and it has been expected it can lead to possible experimental studies. The method of WB97XD / 6-31G (d, p) was used for these quantum chemical calculations in this study. By comparing the property data such as structural, electrical, chemical and optical properties obtained by quantum chemical methods by doping elements on the graphene structures, which are laid out as a single layer, it was determined how the structure of the graphene changes. With these data, the goal of investigating the basic properties (structural, chemical, mechanical, electronic, optical, magnetic) of graphenes with the help of quantum chemical calculations was achieved. Quantum chemical methods were used to determine the reason for the change in the graphene structure and the element doping, which is difficult to determine experimentally. With the data obtained in this way, a prediction could be made about the possible areas of application of element-doped graphene structures such as sensors, transistors and conductors. Compared to the studies with single doping, the investigations carried out with triple doping have greatly changed the properties of graphene and made the use of the structure in devices more effective. Except for the graphene structure doped with Ga-P-Ga combination, in all other combinations (Ga-Ga-Ga, Ge-Ge-Ge, PPP, Si-Si-Si, Al-Al-Al, Ga-Ga-Ge, Ga-Ga- Si, GaGaAl-GaAl-Ga, GeGeGa-GeGaGe, GeGeP-GePGe, GeGeSi, GeGeAl-GeAlGe, PP-Ga, PP-Ge, PP-Si, PP-Al, SiSiGa-SiGaSi, Si-Ge-Si, Si- P-Si, Si-Si-Al, AlAlGa-AlGaAl, Al-Al-Ge, Al-Al-P, Al-Al-Si, Ga-P-Ge, Ga-Ge-Si, Ge-Ga-Al, Ga-P-Si, P-Ga-Al, Ga-Al-Si, Ge-P-Si, Ge-P-Al, Si-Ge-Al, Si-P-Al) HLG value, which expresses its chemical hardness, decreased. Increased stiffness in doped graphene structures, increased movement of the system towards a more stable configuration, higher stability of the electronic structure, high chemical reactivity, high chemical potential, low electronegativity value, and high electrical conductivity. Electron density increased due to the increase in Fermi level Si-Si-Si, Ga-Ga-Ge, Ga-Ga-Si, Ge-Ge-Si, PP-Ga, PP-Ge, PP-Si, PP-Al, Si -Ge-Si, Si-P-Si, Si-Si-Al, Al-Al-Ge, Ga-Ge-Si, Ge-Ga-Al, Ga-Al-Si, Ge-P-Si, Si-Ge we see it in all combinations. Thanks to these results and doped elements with different properties, element doped graphenes can be used for new multi-purpose device use.

Bu tez çalışmasının amacı, doğal kauçuk ve etilen propilen dien monomer kauçuktan oluşan macun karışımlarında devulkanize atık kauçuğun kullanılmasının reolojik ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini incelemektir. Kauçuk karışımlarına belirli oranlarda devulkanize atık kauçuk, doğal kauçuk ve etilen propilen dien monomer ilave edilerek numuneler elde edilmiştir. Doğal kauçuk ve etilen propilen dien monomer kauçuk karışımları altı farklı bileşimde mevcuttur (%100 NR, %80 NR-20% EPDM, %60 NR-40% EPDM, %40 NR-%60 EPDM, %20 NR-%80 EPDM ve %100 EPDM) hazırlandı. Hazırlanan her kauçuk karışımına 19 phr, 38 phr ve 57 phr oranlarında devulkanize kauçuk ilave edildi. Her harman için kontrol grubu olarak devulkanize kauçuk içermeyen bir numune hazırlandı. Elde edilen nihai ürünler analiz edilerek devulkanize kauçuk kullanımının reolojik ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri araştırıldı. Kauçuk numunelerin mekanik özelliklerindeki değişimler, sertlik, çekme mukavemeti, kopma uzaması, yırtılma mukavemeti, basma seti ve kül içeriği gibi analizler ile belirlenmiştir. Bu analizler sonucunda, devulkanize atık kauçuğun kauçuk karışımlarında kullanıldığında dolgu görevi yaptığı ve bazı mekanik özellikleri iyileştirdiği görülmüştür. Kauçuk karışımlarında devulkanize kauçuğun kullanılmasının sadece ekonomik açıdan faydalı olmadığı, aynı zamanda çevre için daha sürdürülebilir olduğu ve sınırlı kaynakların verimli kullanımı açısından faydalı bir yaklaşım olduğu anlaşılmaktadır. The aim of this thesis study is to examine the effect of using devulcanized waste rubber in paste mixtures consisting of natural rubber and ethylene propylene diene monomer rubber on rheological and mechanical properties. Samples were obtained by adding devulcanized waste rubber, natural rubber, and ethylene propylene diene monomer to rubber mixtures at certain rates. Natural rubber and ethylene propylene diene monomer rubber blends are available in six different compositions (100% NR, 80% NR-20% EPDM, 60% NR-40% EPDM, 40% NR-60% EPDM, 20% NR-80% EPDM and % 100 EPDM) were prepared. Devulcanized rubber was added to each prepared rubber mixture at 19 phr, 38 phr, and 57 phr ratios. A sample without devulcanized rubber was prepared as a control group for each blend. The effects of the use of devulcanized rubber on the rheological and mechanical properties were investigated by analyzing the final products obtained. Changes in the mechanical properties of rubber samples were determined by analyzes such as hardness, tensile strength, elongation at break, tear strength, compression set, and ash content. As a result of these analyses, it has been seen that devulcanized waste rubber plays a role as a filler when used in rubber mixtures and improves some mechanical properties. It is understood that the use of devulcanized rubber in rubber mixtures is not only economically beneficial but also more sustainable for the environment and a useful approach in terms of efficient use of limited resources.

İklim değişikliği 21. yüzyılın başlıca küresel sorunlarından biridir. Dünya'nın ortak sorunu olan iklim değişikliğinin insan faaliyetleri sonucu açığa çıkan sera gazlarından kaynaklandığı bilinmektedir. Dünya sera gazı emisyonlarının yaklaşık %70'i enerji sektöründen kaynaklanmaktadır. Bu nedenle ilgili taraflar temiz olan gaz yakıtlara veya daha düşük karbonlu yakıtla-ra yönelmektedirler. Ayrıca karbon dioksitin yakalanması, depolanması ve tekrar kullanılması da hem enerji sektöründe hem de akademik araştırmalarda öne çıkan çalışma konusudur.Bu tez çalışmasında, daha temiz fosil yakıt olarak kabul edilen doğal gazda inert halde bulunan N2'nin ve yakıtların yanması kaynaklı açığa çıkan CO2'nin gaz karışımlarından ayrılması için iç içe geçmiş ağ yapılı (IPN) membranların hazırlanması ve gaz ayırma özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle birçok gaz için düşük gaz geçirgenlik ve yüksek seçimlilik özelliğine sahip termoplastik poliimid (PI) ve polieterimid (PEI) esaslı yarı-IPN membranlar çözeltiden döküm yöntemi ile hazırlanmış, tüm IPN yapılarda dimetil amino etil metakrilat polimeri (PDMAEMA) yapıdaki ikinci polimer olarak kullanılmıştır. Tez çalışmasında çapraz bağlayıcı oranı (%1-5) ve IPN yapı içerisindeki ağırlıkça PDMAEMA oranı (%5-50) değişkenlik gösterecek şekilde IPN örnekler hazırlanarak tekli gaz (N2, CO2, CH4) geçirgenlik, seçimlilik, morfolojik (SEM), jel fraksiyon, termal (DMA) ve temas açısı özellikleri incelenmiştir. Hazırlanan yarı IPN membranların ölçülen tekli gaz geçirgenlik değerlerine bakıldığında, PI'in PEI'e göre daha yüksek gaz geçirgenlik değerlerine sahip olduğu, hem PI hem de PEI esaslı çapraz bağlayıcı oranı farklı (%1-%5) IPN membranlarda yapıya ağırlıkça sabit elastomerik yapılı PDMAEMA (%10) ilavesi ile geçirgenliklerin arttığı belirlenmiştir. Membranların gaz geçirgenliklerindeki en büyük artış yapıya amin gruplu PDMAEMA'nın ilavesi ile CO2 gazının çözünürlüğünün artışına bağlı olarak CO2 geçirgenliklerinde olduğu tespit edilmiştir. Ölçülen tekli gaz geçirgenlik sonuçlarına göre filmlerin hesaplanan ideal seçimlilik değerlerindeki artı-şın αCO2/CH4 ve α N2/CH4 için PDMAEMA'nın ağırlıkça %5 ve %10 kullanıldığı örneklerde en yüksek değerine ulaştığı belirlenmiştir. Hesaplanan gaz geçirgenlik sonuçlarından elde edilen seçimlilik değerlerine göre, en iyi seçim-lilik değerleri N2/CH4 gaz çifti için elde edilmiştir. Ağırlıkça sabit PDMAEMA içeren PI esaslı IPN seride N2/CH4 gaz çifti için en iyi seçimlilik değeri saf poliimide göre ~%95.9 artış (3,54 barrer) ile PIPDMAEMA10-4 IPN, sabit çapraz bağlı değişken PDMAEMA içeriğine sahip PI esaslı IPN serisinde ise ~% 92.6 artış ile PIPDMAEMA5-5 IPN membranda tespit edilmiştir. Değişken çapraz bağlı ve değişken PDMAEMA içeriğine sahip PEI esaslı IPN membran serilerinde PEIPDMAEMA10-5 IPN örneğinde CO2/CH4 gaz çifti için seçimlilik değerinin % 46.7 artış, N2/CH4 gaz çifti için ise % 52 artış gösterdiği tespit edilmiştir.Sonuç olarak, IPN filmler ile elde edilen geçirgenlik ve seçimlilik iyileşmeleri, IPN membranların farklı sektörlerde N2/CH4 ayırımında ve yüksek CO2 geçirgenlik gereken yerlerde kullanılabileceği, böylelikle iklim değişikliği ile mücadelede değerlendirilebileceği düşünülmektedir. Climate change is one of the main challenge of the 21st century. It is common challenge of the world and mainly resulting from greenhouse gases (GHG) by human activities. Energy sector constitutes nearly % 70 of the global GHG emissions. Therefore, related parties canalize clean gas fuels and low carbon fuels. In addition to that carbon capture, storage and utilization is a remarkable technology among energy sector and academic area.The main goal of this thesis, investigation of gas separation properties of IPN membranes to separate CO2 from gas mixtures resulting from combustion and also N2 that is inert gas present in the natural gas composition. For that reason in the studies, semi IPN membranes were prepared by solution-casting method with the use of thermoplastic polyimide and polyetherimide polymers that have low permeability and high selectivity for various gases, by incorporating polydimethyl amino ethyl methacrylate (PDMAEMA) as crosslinked polymer. In studies, with the change of crosslinker ratio (%1-5) and PDMAEMA ratio (%5-50) in the network, IPN membranes were prepared and single gas permeations (N2, CO2, CH4), selectivity, morpholog-ical (SEM), gel fraction, thermal (DMA) and contact angle properties were investigated.Single gas permeation measurement results showed that PI has higher permeability than PEI and for all prepared PI and PEI based IPN membranes permeabilities increased with the addi-tion of elastomeric PDMAEMA into the network. It was determined that the highest permea-bility value increase of IPN membranes was obtained for CO2 gas as a consequence of high solubility because of amine-group containing PDMAEMA polymer incorporation into the network. Ideal selectivity values of IPN membranes were figured out by the measured single gas permeation results. αCO2/CH4 and α N2/CH4 reached highest value at 5% and 10 % wt. PDMAEMA was used in the network. The highest selectivity values were obtained for the N2/CH4 gases. Among PI based IPN membranes with the constant PDMAEMA composition, PIPDMAEMA10-4 membrane showed ~%95.9 increment (3,54 barrer), among PI based IPN membranes with the constant crosslinker ratio and variable PDMAEMA composition, PIPDMAEMA5-5 IPN membrane showed ~%92.9 increment for α N2/CH4 by comparison to polyimide. Among PEI based IPN membranes with variable PDMAEMA composition and crosslinker ratio, PEIPDMAEMA10-5 IPN membranes showed %46.7 increment in selectivity for CO2/CH4 gases and %52 increment for N2/CH4 gases.As a result, it is considered that by the improvement in permeability and selectivity in IPN membranes, they may be used for N2/CH4 in several industrial separation applications and higher CO2 gas permeation required areas and also help minimize fossil fuels' contribution to climate change. 125

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. Chicken manure wastes, which are abundant in our country, have been converted into solid product with application potential in the fluidized and fixed bed reactor by pyrolysis method. In the first stage of the studies, thermogravimetric analysis of chicken manure wastes was carried out at different heating rates (5, 10, 15, 20 ºC/min) in an inert nitrogen atmosphere and pyrolysis kinetics of raw chicken manure wastes were investigated. Activation energies (E) and frequency factor (ko) values were determined using the Distributed Activation Energy Model (DAEM). Analysis techniques such as FTIR, proximate and elemental, TGA-FTIR and EDS were used for characterization of raw chicken manure waste. In the second stage of the studies, Response Surface Method based on Central Composite Design was used to determine optimum pyrolysis conditions of chicken manure wastes in both reactors by using fluidized and fixed bed reactor systems. For this purpose, firstly, pyrolysis of chicken manure wastes in fluidized and fixed bed reactor systems were carried out and the effect of reaction temperature (200-500 °C), heating rate (5–20 °C/min) and reaction time (30-120 min) on the surface area of the bio-char was investigated. Optimum conditions in fluidized and fixed bed reactor were determined 400 and 440 °C reaction temperature, 5 and 6 °C/min heating rate, 110 and 115-min reaction time, respectively.In the last stage of the study, bio-char products produced under optimum conditions in fluidized and fixed bed rectors were activated with acid and base respectively. Techniques such as FTIR, EDS and BET analysis were used to characterize raw and activated biochar products. After characterizing raw and activated biochar products, different application areas (energy conversion and gas emission applications, determination of CO2 capture capacities and investigation of dye removal) were investigated. İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET -- iv ABSTRACT -- vi TEŞEKKÜR -- viii İÇİNDEKİLER -- ix ÇİZELGELER DİZİNİ -- xiv ŞEKİLLER DİZİNİ -- xvi RESİMLER DİZİNİ -- xvi SİMGELER VE KISALTMALAR -- xviii 1. GİRİŞ -- 1 2. KURAMSAL TEMELLER VE KAYNAK ARAŞTIRMASI -- 4 2.1. Biyokütle Tanımı -- 4 2.2. Biyokütle Kaynakları -- 5 2.2.1. Tarımsal atıklar -- 7 2.2.2. Hayvansal atıklar -- 7 2.2.3. Enerji bitkileri -- 7 2.2.4. Kentsel ve endüstriyel atıklar -- 8 2.2.5. Makroalgler -- 8 2.3. Türkiye’nin Biyokütle Potansiyeli -- 9 2.4. Biyokütle Yakıtlarının Avantajları ve Dezavantajları -- 11 2.5. Biyokütle Kaynağı Olarak Tavuk Çiftliği Atıkları -- 12 2.6. Biyokütle Dönüşüm Süreçleri -- 16 2.6.1. Yanma -- 17 2.6.2. Gazlaştırma -- 17 x Sayfa 2.6.3. Sıvılaştırma -- 18 2.6.4. Piroliz -- 19 2.6.4.1. Yavaş piroliz -- 20 2.6.4.2. Hızlı piroliz -- 20 2.6.4.3. Flaş piroliz -- 20 2.6.4.4. Vakum piroliz -- 21 2.7. Biyokömürün Karakterizasyonu -- 22 2.7.1. Biyokömürün yapısal özellikleri -- 22 2.8. Biyokömürün Aktivasyonu -- 24 2.8.1. Asit aktivasyonu -- 24 2.8.2. Baz aktivasyonu -- 25 2.9. Biyokömürün Üretim Teknolojileri -- 25 2.10. Biyokömürün Uygulama Alanları -- 27 2.10.1. Adsorban -- 27 2.10.1.1.Su kirleticileri için adsorban -- 28 2.10.1.2.Hava kirleticileri için adsorban -- 29 2.10.2. Katalizör -- 30 2.10.3. Toprak düzenleyici -- 31 2.10.4. Elektrokimyasal enerji depolama -- 32 2.11. Piroliz Yoluyla Biyokömür Üretimine Etki Eden Parametreler -- 32 2.11.1. Kalma süresi -- 33 2.11.2. Partikül boyutu -- 33 2.11.3. Isıtma hızı -- 34 2.11.4. Sıcaklık -- 35 2.11.5. Taşıyıcı gaz akış hızı -- 36 xi Sayfa 2.11.6. Basınç -- 37 2.11.7. Katalizör -- 37 3. MATERYAL VE YÖNTEM -- 40 3.1. Ham Maddenin Hazırlanması -- 41 3.2. Ham Maddenin Karakterizasyonu -- 43 3.2.1. Kısmi, elementel ve ısıl değer analizi -- 43 3.2.2. FTIR analizi -- 43 3.2.3. TGA-FTIR analizi -- 44 3.2.4. EDS analizi -- 44 3.3. Termogravimetrik Analiz -- 44 3.4. Kinetik Analiz -- 44 3.5. Deneysel Tasarım -- 46 3.6. Sabit Yatak Reaktörde Piroliz Deneyleri -- 47 3.7. Akışkan Yatak Reaktörde Piroliz Deneyleri -- 48 3.8. Biyokömür Ürünlerinin Karakterizasyonu -- 49 3.8.1. FTIR analizi -- 49 3.8.2. BET analizi -- 50 3.8.3. SEM-EDS analizi -- 50 3.9. Biyokömür Ürünlerinin Aktifleştirilmesi -- 50 3.9.1. KOH ile aktivasyon -- 50 3.9.2. HCl ile aktivasyon -- 51 3.10. Aktifleştirilmiş Biyokömür Ürününlerinin Karakterizasyonu -- 51 3.10.1. FTIR analizi -- 52 3.10.2. SEM-EDS analizi -- 52 3.10.3. BET analizi -- 52 xii Sayfa 3.11. Biyokömür Ürünlerinin Uygulama Alanlarının Araştırılması -- 52 3.11.1. Enerji dönüşümü ve sera gazı emisyon uygulamaları -- 53 3.11.2. CO2 tutma kapasitesinin belirlenmesi -- 53 3.11.3. Boyar madde gideriminin incelenmesi -- 53 4. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA -- 55 4.1. Ham Maddenin Karakterizasyonu -- 55 4.1.1. Kısmi, elementel ve ısıl değer analizi -- 55 4.1.2. EDS analizi -- 58 4.1.3. FTIR analizi -- 58 4.1.4. TGA-FTIR analizi -- 60 4.2. Termogravimetrik Analiz -- 61 4.3. Kinetik Analiz -- 63 4.4. Deneysel Tasarım -- 66 4.5. ANOVA Testi -- 67 4.5.1. Akışkan yatak reaktör -- 67 4.5.2. Sabit yatak reaktör -- 72 4.6. Optimum Koşulların Belirlenmesi -- 75 4.6.1. Akışkan yatak reaktör -- 75 4.6.2. Sabit yatak reaktör -- 76 4.7. Biyokömür Ürünlerinin Karakterizasyonu -- 77 4.7.1. FTIR analizi -- 78 4.7.2. SEM-EDS analizi -- 81 4.7.3. BET analizi -- 84 4.8. Aktifleştirilmiş Biyokömür Ürünlerinin Karakterizasyonu -- 86 4.8.1. FTIR analizi -- 88 xiii Sayfa 4.8.2. SEM-EDS analizi -- 91 4.8.3. BET analizi -- 94 4.9. Biyokömür Ürünlerinin Uygulama Alanlarının Araştırılması -- 97 4.9.1. Enerji dönüşümü ve gaz emisyon uygulamaları -- 97 4.9.2. CO2 tutma kapasitesinin belirlenmesi -- 101 4.9.3. Boyar madde gideriminin incelenmesi -- 105 5. SONUÇ VE ÖNERİLER -- 110 KAYNAKLAR -- 119 ÖZGEÇMİŞ -- 122

YÖK Tez No: 636575 Uluslararası Diyabet Federasyonu, dünya genelinde 382 milyon yetişkinin diyabet hastası olduğunu tahmin etmektedir. Türkiye'de ise bu sayı yaklaşık 7 milyondur. Verilere bakıldığında diyabetin hayatta sık rastladığımız ve her an karşılaşma riskimizin bulunduğu bir hastalık olarak tanımlanması mümkündür. Diyabet tedavisinde en önemli ilaç etken maddelerinin başında metformin HCl gelmektedir. Keşfi 1922 'lere dayanan ve şeker hastalığı tedavisinde etkinliği kanıtlanarak yaklaşık 25 yıldır kullanılan metformin HCl sağlık, ilaç sektörü ve tıp dünyası için önemli bir yere sahiptir.Bu tez çalışmasında ilk olarak metformin HCl çalışma konsantrasyonları ile UV spektrofotometre kullanılarak verdiği absorbans değerleri ile bir doğrusallık çalışması gerçekleştirilmiştir. Ardından iyon değiştirici reçine olarak kullanılan Amberlite IRA-67, Amberlite IRA-96, Amberlite IRA-400 ve Amberlite IRA-958 ile optimum süre çalışması yapılıp sıcaklık, pH, adsorban miktarı ve başlangıç konsantrasyonu gibi parametreler değiştirilerek adsorpsiyona etkisi incelenmiştir. Deney sonuçlarının Langmuir, Freundlich ve Temkin izoterm modellerine uygunluğu incelenmiştir. The International Diabetes Federation estimates that 382 million adults worldwide are diabetic. In Turkey, the number is about 7 million. According to the data, it is possible to identify diabetes as a disease that we often encounter in life and that we have the risk of encountering at any time. Metformin HCl is one of the important of active pharmaceutical ingredients in the treatment of diabetes. Metformin HCl was discovered in 1922s and has been used for 25 years. It has an important place of healthcare, pharmaceutical industry and medical.In this thesis study, firstly, a linearity study was carried out with the absorbance values given by using UV spectrophotometer with metformin HCl concentrations. Then, Amberlite IRA-67, Amberlite IRA-96, Amberlite IRA-400 and Amberlite IRA-958 were used as ion exchange resin. The resins and metformin HCl studied for optimum time of adsorption. And then,the effect on adsorption was studied by changing parameters such as temperature, pH, adsorbent amount and initial concentration. The experimental results to Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models were investigated.

Bu yüksek lisans tezinde süksinik asidin adsorpsiyon ve iyon değişimi yöntemleriyle sulu fazlardan geri kazanımı araştırılmıştır. Çeşitli anyon değiştiriciler kullanılmış ve kinetik, termodinamik ve denge çalışmaları yürütülmüştür. Tez kapsamında çeşitli değişkenlerin süreç verimine etkileri incelenmiştir. Çalışmada zayıf bazik-, Lewatit MP-62 ve Lewatit MP-64 ve kuvvetli bazik anyon değiştirici reçineler, Lewatit M-500 ve Lewatit M-600, kullanılmıştır. Sulu faz pH değeri süreç verimini kritik seviyede tesir etmiştir. En yüksek verim Lewatit M-500 ile pH=6, Lewatit M-600 ile pH=5'te ve zayıf bazik anyon değiştirici reçineler ile çözeltinin doğal pH değerinde (pH=1,96) elde edilmiştir. Kinetik veriler sistemin Lewatit M-500 ile 60 dakikada, diğer üç anyon değiştirici ile 50 dakikada dengeye ulaştığını göstermektedir. Ayrıca görünür ikinci derece kinetik modeli izledikleri de görülmüştür. Tüm reçineler için sıcaklık ile birlikte verim düşmüştür fakat tesir ihmal edilebilir ölçülerdedir. Termodinamik çalışmalardan sürecin kendiliğinden gerçekleştiği ve ekzotermik doğaya sahip olduğu anlaşılmıştır. Süreç verimi reçine dozu ile artıp süksinik asit derişimi ile birlikte azalmıştır. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi (360,2 mg/g) ve verimi (%97,5) Lewatit MP-62 ile elde edilmiştir. İzoterm eğrileri süksinik asit adsorpsiyonunun Tip 1 ile uyumlu olduğunu işaret etmiştir. İzoterm analizi zayıf bazik reçineler için denge verilerinin Langmuir izoterm modeli ile uyum içinde olduğunu göstermiştir. Fakat bulgular kuvvetli bazik reçineler için analizin derinleştirilmesi gerektiğini göstermiştir., In this MS thesis, the recovery of succinic acid from aqueous phases by adsorption and ion exchange methods was investigated. Several anion exchangers were used and kinetic, thermodynamic, and equilibrium studies were performed. Effects of various parameters on the process efficiency were probed in the thesis. The weak basic- Lewatit MP-62 and Lewatit MP-64, and the strong basic anion exchanger resins, Lewatit M-500 ve Lewatit M-600 were employed in the study. The pH of the aqueous phase critically influenced the process efficiency. The maximum efficiency was obtained at pH=6 with Lewatit M-500, at pH=5 with Lewatit M-600 and at the natural pH of the solution (pH=1.96) with the weak basic anion exchanger resins. Kinetic data exhibited that the system reached the equilibrium in 60 minutes with Lewatit M-500 and 50 minutes with the other three anion exchangers. In addition they were seen to be following the pseudo second order kinetic model. The efficiency decreased with the temperature for all resins; however, the effect was negligible. It was understood from the thermodynamic studies that the process was spontaneous and had an exothermic nature. Process efficiency increased with resin dose and decreased with succinic acid concentration. The maximum adsorption capacity (360.2 mg/g) and efficiency (97.5%) were obtained with Lewatit MP-62. Isotherm curves indicated that adsorption of succinic acid was fitted with Type 1. Isotherm analysis showed that equilibrium data were in consistency with the Langmuir isotherm model for the weak basic resins. However, the results showed that the analysis ought to be deepened for the strong basic resins.

YÖK Tez No: 632985 Bu tez çalışmasında, termoplastik poliolefin elastomerlerden olefin blok kopolimer (OBC) ile ağ. %12, 18 ve 28 oranında vinil asetat (VA) içeren etilen vinil asetat (EVA) kopolimerlerinin ağırlıkça farklı oranlardaki harmanları eriyik harmanlama yöntemi ile hazırlanmıştır. EVA/OBC harmanlarında, yapıya giren OBC'nin EVA kopolimerinin mekanik özellikleri üzerine etkisi çekme-kopma, sertlik, darbe dayanımı testleriyle, katı hal viskoelastik özellikleri Dinamik Mekanik Analiz (DMA) cihazında gerçekleştirilen sünme, gerilim gevşemesi analizleriyle, termal davranışları Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) analiziyle, eriyik haldeki viskoelastik özellikleri reolojik analizler ile morfolojik özellikleri ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Farklı VA içeriğine sahip EVA/OBC harmanlarının bazı oranlarda uyumsuz yapıda oldukları, ancak OBC'nin EVA kopolimerlerinin darbe dayanımını, elastik ya da saklanan modül (G'), viskoz ya da kayıp (G'') modül değerleri ile kalıcı deformasyon ve sünme uzaması değerlerini iyileştirdiği görülmüştür. In this study, polymer blends based on copolymers of ethylene vinyl acetate (EVA, the content of vinyl acetate (VA) comonomer 12 wt.%, 18 wt.% and 28 wt.%) and olefin block copolymer (OBC) used as a thermoplastic polyolefin elastomer were prepared by the melt-blending method in variable compositions. The effects of OBC on mechanical properties of EVA copolymers were studied by tensile, hardness and impact resistance tests, solid-state viscoelastic properties were studied by creep, stress relaxation tests which were carried out by Dynamic Mechanical Analyzer (DMA), thermal properties were analyzed by Differential Scanning Calorimeter (DSC) and melt-state viscoelastic properties were determined by rheometer. Morphologies of the samples were investigated by Scanning Electron Microscope (SEM). As a conclusion, blends of EVA/OBC are found incompatible in some compositions but, on the other hand, impact resistance, elastic or storage modulus (G'), viscous or loss modulus (G''), permanent deformation and creep strain of EVA were enhanced by incorporating OBC.

YÖK Tez No: 635632 Bu çalışmada reaktif ekstraksiyon yöntemi kullanılarak bazı karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden geri kazanımının incelenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda literatür taraması yapılmış ve daha önce çalışılmamış olan kombinasyonlar oluşturulmuştur. Karboksilik asit olarak, okzalik asit, sitrik asit ve maleik asit kullanılmıştır. On farklı çözücü ve reaktan olarak tripropilamin (TPA) kullanılarak reaktif ekstraksiyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kullanılan çözücüler; 1-bütanol, izoamil alkol, metil etil keton (MEK), metil izobütil keton (MİBK), diizobütil keton (DİBK), izobütanol, n-hekzan, dimetil glutarat, etil propiyonat ve dietil karbonattır. Çalışmada ayrıca saf çözücülerle fiziksel ekstraksiyon denemeleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel aşamada kullanılacak karboksilik asitlerin ağırlıkça % 5'lik sulu çözeltileri hazırlanmıştır. Su fazının organik faza oranı 1:1 olarak çalışılmıştır. Fiziksel ekstraksiyonda organik faz sadece solventten oluşurken, reaktif ekstraksiyonda solvent+TPA karışımından oluşmaktadır. TPA oranı değiştirilerek her çözücüyle beş çalışma yapılmıştır. Deney bitiminde su fazı ve organik fazdaki asit miktarları tayin edilmiştir. Dağılma katsayısı, yükleme faktörü ve ekstraksiyon verimi değerleri hesaplanmıştır. Yapılan fiziksel ve reaktif ekstraksiyon sonuçları incelendiğinde, karboksilik asitlerin sulu çözeltilerden geri kazanımında organik faza TPA eklemesinin ekstraksiyon etkinliğini büyük oranda arttırdığı görülmüştür. TPA miktarının artmasıyla, dağılma katsayısı ve ekstraksiyon verimi yükselmiş, yükleme faktörü değeri düşmüştür. Çalışma sonucunda okzalik asit için TPA/MEK, sitrik asit için TPA/MEK ve maleik asit için TPA/1-bütanol kullanılması önerilmektedir. In this study, it is aimed to investigate the recovery of some carboxylic acids from aqueous solutions by using reactive extraction method. In this context, literature has been reviewed, and the combinations that have not been studied before, were created. Oxalic acid, citric acid and maleic acid have been used as carboxylic acids. Reactive extraction studies have been carried out using ten different solvents and tripropylamine (TPA) as reactant. Solvents used are; 1-butanol, isoamyl alcohol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK), isobutanol, n-hexane, dimethyl glutarate, ethyl propionate and diethyl carbonate. In the study, physical extraction experiments were also carried out with pure solvents. Aqueous solutions 5 % by weight of carboxylic acids were prepared to be used in the experimental stage. The ratio of the water phase to the organic phase was studied as 1:1. The organic phase in the physical extraction consists of only solvent, while in the reactive extraction the organic phase consists of the mixture of solvent+TPA. Five studies were performed with each solvent by changing the TPA ratio. At the end of the experiment, acid amounts in the water phase and organic phase were determined. Values of distribution coefficient, loading factor, and the extraction yield were calculated. When the results of physical and reactive extraction were examined, it was seen that adding TPA to the organic phase greatly increased the extraction efficiency in the recovery of carboxylic acids from aqueous solutions. With the increase of TPA amount, distribution coefficient and extraction yield increased and the value of loading factor decreased. As a result of the study, it is recommended to use TPA/MEK for oxalic acid, TPA/MEK for citric acid and TPA/1-butanol for maleic acid.

Bu çalışmanın amacı, bütil glikozit sentezi reaksiyonu için mezogözenekli katı asit katalizörler geliştirmektir. Bunun için; Zr-SBA-15 silika katalizörleri iki farklı miktarda zirkonyanın yapıya dahil edilmesiyle, hidrotermal sentez ile hazırlanmıştır. Bunlara ek olarak, Zr-SBA-15 katalizörlerinin sırasıyla 0.5 M ve 1.0 M H2S04 çözeltilerinde kimyasal işleme tutulmasıyla sülfat modifiye formları (SO/Zr-SBA-15) üretilmiştir. Bu 6 katalizör, bütil glikozit sentezi reaksiyonunda test edilmiş ve ürün olarak bütil glikozitler elde edilmiştir. Reaksiyon testleri, 117 °C'de 100 ml'lik bir cam reaktörde gerçekleştirilmiştir.Katalizörlerin özellikleri, farklı karakterizasyon teknikleri ile belirlenmiştir. Analiz sonuçları, mezogözenekli, asidik katalizörlerin elde edildiğini ve Zr'nin SBA-15 yapısına başarıyla eklendiğini göstermiştir. Daha fazla zirkonyum yüklemesi ve sülfatlama ile yüzey alanı ve gözenek çapı azalırken, katalizörlerin asitliği artmıştır. En yüksek asitlik değeri 1.0 SO/Zr-SBA-15-(1.0) katalizöründe gözlemlenmiştir.Bütil glikozitlerin oluşumu HPLC analizi ile belirlenmiştir. Bütil glikozit sentezi reaksiyonunda test edilen katalizörler farklı aktiviteler göstermiştir. En yüksek bütil glikozit verimi 1.0 SO/Zr-SBA-15-(1.0) katalizörü ile elde edilirken, en düşük verim Zr-SBA-15-(1.0) katalizörü ile elde edilmiştir. Bu durum diğer katalizörlere nispeten 1.0 SO/Zr-SBA-15-(1.0) katalizörünün daha yüksek asitlik değerine (2.35 mmol NH3/g cat.) ve B/L oranına (1.97) sahip olmasına bağlanmıştır. Yeniden kullanılabilirlik testleri, en iyi sonuçların elde edildiği katalizör ile 2 defaya kadar gerçekleştirilmiştir. Ürün veriminde önemli bir azalış (%7) gözlemlenmemiştir ve bu sonuç katalizörlerin dayanıklılığını ve tekrar kullanılabilirliğini doğrulamıştır. The purpose of this study was to develop mesoporous solid acid catalyst for glycosidation reaction of butanol. Therefore, Zr incorporated SBA-15 silica materials with two different amount of zirconia loadings were prepared by hydrothermal synthesis. In addition to them, sulfate modified forms (SO/Zr-SBA-15) were prepared by treating Zr-SBA-15 catalysts in 0.5 M and 1.0 M H2SO4 solutions respectively. These 6 catalysts were tested in the glycosidation of butanol and as product butyl glucosides were produced. The reaction tests were carried out in a 100 ml glass reactor at 117°C.Catalysts properties were determined by different characterization techniques. The analysis showed that mesoporous, acidic catalysts were obtained and zirconium was incorporated into SBA-15 structure. While the surface area and pore diameter decreased by higher zirconium loading and sulfonation, acidity of the catalysts increased. The highest acidity was observed in 1.0 SO/Zr-SBA-15-(1.0) catalyst. The formation of butyl glucosides was determined by HPLC analysis. Results showed that activity of the catalysts were different for the glycosidation reaction of butanol. The highest butyl glucoside yield was obtained with 1.0 SO/Zr-SBA-15-(1.0) catalyst, while the lowest yield was obtained with Zr-SBA-15-(1.0) catalyst. This was attributed to the higher acidity (2.35 mmol NH3/g cat.) and B/L ratio (1.97) of 1.0 SO/Zr-SBA-15-(1.0) catalyst with respect to the others. The reusability tests were performed up to 2 times for the catalyst with the best results. There was no major decrease (7%) in the product yields and this confirmed the stability and reusability of the catalysts. 62

İnsanların sağlıklı bir şekilde hayatlarını devam ettirebilmeleri için, ürün ve hizmetlerin gerçekleşmesi sürecinde doğal kaynaklar ve ekosistem üzerindeki etkileri en aza indirmek gerekmektedir. Hızla gelişmekte olan plastik sektörü sanayinin sürdürülebilirliğinin arttırılabilmesi için önemli bir etken durumundadır. PVC ilk keşfedilen ve günümüzde en yaygın kullanılan plastik türlerinden biridir. İnşaat, ulaşım, elektronik ve sağlık sektörü gibi birçok alanda kullanılmasına rağmen PVC malzemelerin çevresel etkileri günümüzde tam olarak bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı PVC'den üretilen pencere profilinin yaşam döngüsü boyutunda çevresel sürdürülebilirliğinin değerlendirilmesidir. Bu araştırmada çevresel etkilerin hesaplanması için 'Yaşam Döngüsü Analizi' metodu kullanılmıştır. Araştırmamız kapsamında yaşam döngüsü analizi ISO 14040 ve 14044 serisi standartlarına göre uygulanıp CCalC2 programı ile model oluşturulmuştur. PVC üretimi için belirlenen sistem sınırları; hammadde eldesi ve işlenmesi, hammadde nakliyesi ve üretim sürecidir. Çalışmanın fonksiyonel birimi 1 kg contalı PVC pencere profilidir. PVC üretim sistemi için analiz edilen çevresel etki kategorileri: asidifikasyon potansiyeli, ötrofikasyon potansiyeli, küresel ısınma potansiyeli, insan toksisitesi potansiyeli, ozon tabakası tükenmesi potansiyeli ve fotokimyasal duman oluşturma potansiyelidir. Hammadde ve enerji yoğun bir sistem olan PVC profil üretim süreci için iyileştirme modelleri oluşturulup plastik sektörünün çevresel sürdürülebilirliğinin arttırılması için PVC profil üreticilerine ve karar vericilere sonuç ve tavsiyeler sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Yaşam Döngüsü Analizi; Sürdürülebilirlik; Plastik; PVC; Çevresel Etki. In order to survive in a healthy way, it is necessary to minimize the effects on natural resources and ecosystem during the realization of products and services. The rapidly developing plastics industry is one of the important factors for increasing the sustainability of the industry. PVC is one of the first plastics discovered, and is also one of the most extensively used today. Although used in many areas such as construction, transportation, electronics and healthcare, the environmental effects of PVC materials are not fully known today. The aim of this study is to assess the environmental sustainability of the PVC window profile using Life Cycle Assessment methodology. In our study, Life Cycle Assessment has been carried out following ISO 14040 and 14044 standardization and CCalC2 program has been used for the modelling. System boundaries for PVC production have been accepted as raw material extraction and processing, raw material transportation and PVC profile production. Functional unit for this study has been selected 1 kg PVC window profile including gasket. The environmental impact categories which are acidification potential, eutrophication potential, global warming potential, human toxicity potential, ozone depletion potential, and photochemical ozone creation potential have been analysed for 1 kg PVC window profile. Some alternative improvement models have been created for the PVC profile production, which is a raw material and energy intensive system. Hereby, results and recommendations provided to PVC profile producers and decision makers to increase the sustainability of the plastics industry.Keywords: Life Cycle Assessment; Sustainability; Plastic; PVC; Environmental Impact 81

Bu çalışmada, kobalt klorür hekzahidrat, kobalt nitrat hekzahidrat ve kobalt sülfat heptahidrat ile sodyum boraks pentahidrat reaksiyona sokularak kobalt borat eldesi incelenmiştir. Co:B mol oranları 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7 ve 1:10, reaksiyon sıcaklığı 25˚C, 35˚C, 40˚C ve 45˚C olarak seçilmiştir. Reaksiyon sonucunda katı süzülüp, yıkanarak kurutulmuştur. 700, 850, 950 ve 1000˚C'de, 1, 2, 3, 7 saat ısıl işlem uygulanmıştır. Numunelerin karakterizasyonu TG-DTA, XRD, FTIR, SEM, ICP-OES, BET ve Rietveld analizleriyle gerçekleştirilmiştir.Reaksiyon sıcaklığı ve Co:B oranları değiştiğinde farklı miktarda kobalt piroborat ve kobalt tetraborattan oluşan iki faz elde edilmiştir. Numunelerde BO3 ve BO4 grupları mevcuttur. Tek fazdan oluşan numunelerde ise BO4 gruplarına ait piklerin şiddetleri çok küçüktür. %90'nın üzerinde kobalt piroborat içerdiği belirlenen numunelerin XRD grafiklerinde kobalt tetraborat fazlarının varlığı bulunamamıştır. Farklı kobalt bileşikleriyle hazırlanan numunelerin mikroyapılarında önemli bir değişikliğe rastlanmamıştır. Çoğunlukla levha ve çubuğumsu morfolojiden oluşmuş bir mikroyapı birlikte görülmektedir. Numunelerin elementel analizleri sonucunda %Co miktarları 23,08-34,84, %B miktarları 9,68-14,76 arasında değişmektedir.Anahtar Sözcükler: Kobalt bileşikleri, Reaksiyon sıcaklığı, Co:B oranı, Karakterizasyon In this study cobalt borate synthesis was investigated using the reaction between cobalt chloride hexahdyrate, cobalt nitrate hexahydrate, cobalt sulphate heptahydrate and borax. The Co:B rates were chosen as 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7, 1:10 and reaction temperatures 25, 35, 40, 45˚C. Suspension arised after reaction was filtered, washed and dried. The heat treatment carried out at 700, 850, 900 and 1000˚C during 1, 2, 3, 5, 7 hours. The samples were characterized by TG-DTA, XRD, FTIR, SEM, ICP-OES, BET and Rietveld analysis techniques.As reaction temperature and Co:B rates changed, two phases were obtained containing different amounts of cobalt tetraborate (CoB4O7) and cobalt pyroborate (Co2B2O5). It's seen that there are BO3 ve BO4 vibrations peaks. The samples which composed of one phase have small intensities of BO4 groups peaks. The presence of cobalt tetraborate phases was not found in XRD patterns of the samples that containing more than 90% cobalt pyroborate. There is no significant changes in microstructure among samples which were synthesized with different cobalt compounds. Mainly, microstructures of samples contains plates and rod-like forms together. The samples elemental analysis results were changed for Co amounts %23,08-34,84 and for B amounts %9,68-14,76.Keywords: Cobalt compounds, Reaction temperature, Co:B rates, Characterization 131

YÖK Tez No: 618537 Bisfenol-A (BPA) özellikle polikarbonat ve epoksi reçinelerin üretiminde kullanılan önemli bir endüstriyel hammaddedir. Bunların dışında fenoksi, akrilik ve polisülfon reçineler, antioksidanlar (PVC) ve kompakt disklerin üretiminde kullanılmaktadır. BPA, teorik olarak sitokiometrik 2 mol fenol ile 1 mol asetonun kondenzasyonu ile sentezlenmektedir. Homojen, sıvı (HCl, H2SO4) ve heterojen, katı (amberlist, zeolit) fazda katalizörler bu sentezde kullanılabilmektedir. Her iki katalizör çeşidinin avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Homojen katalizörler ile düşük sıcaklıkta kısa sürede yüksek dönüşümle BPA elde edilebilir. Buna karşılık yüksek korozyon ve katalizörün geri kazanılmasındaki zorluklar homojen katalizörlerin önemli problemleri arasındadır. Heterojen katalizörler düşük korozyon ve üründen kolay ayrılması gibi avantajlara sahip olsa da seçicilik homojen katalizörlere kıyasla düşük olup reaksiyon daha yavaş gerçekleşir. Sitokiometrik (2:1) fenol:aseton oranında çalışılması asidik ortamda yan ürünlerin oluşmasına sebep olmaktadır. Şöyle ki asidik reaksiyon ortamında bulunan aseton belirtildiği üzere kendi içinde kondenzasyon reaksiyonu vermekte ve mesitil oksit oluşmaktadır. Bu sebeple ortamda fazla miktarda aseton bulunması dönüşüm ve saflığı düşürecektir. Yan ürünlerin olumsuz etkisini azaltmak için endüstride 10:1, 15:1 gibi yüksek mol oranlarında üretim yapılmaktadır. Bu çalışmada literatürde görülen fazla miktarda fenol kullanımının azaltılması dolayısıyla maliyetin düşürülmesi istenmektedir. Bu sebeple stokiometrik fenol:aseton 2:1 oranında çalışmalar yürütülmüştür. Sentezler HCl ve amberlist-15 katalizörleriyle gerçekleştirilmiştir. Asetonun ortamdaki konsantrasyonunu minimumda tutmak adına, aseton reaksiyon ortamına yarı kesikli bir şekilde beslenmiştir. Yarı kesikli besleme şekli çeşitli modlarda gerçekleştirilmiş ve ürün dönüşüm ve saflıkları araştırılmıştır. BPA üretimi için maliyet hesabı tez kapsamındadır. Yukarıda bahsedilen modlar dışında farklı miktarlarda (molce %5-15-25) HCl asit ile BPA sentezi denenmiştir. Bu denemelerdeki amaç katalizör miktarının farklı olması sebebiyle elde edilen farklı dönüşüm ve saflıktaki ürünün ortamdan ayrılması için gerekli olan enerji yani işletme maliyeti düşünülerek optimum maliyetin hesaplanmasıdır. Yukarıda belirtilen döngüler ve katalizör miktarlarıyla yapılan denemelerin içinden en yüksek dönüşüm ve saflığın elde edildiği deneme; merkapto etanol ek katalizörü ilavesiyle ve aynı deneyin amberlist ve farklı fenol:aseton (5:1-3,5:1) oranları ile tekrarlanmıştır. Bütün bu denemelere göre tasarım maliyeti göz önünde bulundurularak olabilecek optimum dönüşüm ve saflığın bulunması hedeflenmiştir. Sonuçlar, erime noktası tayin cihazı, NMR, GC-MS, GC-FID kullanılarak analiz edilmiştir. Deneylerde elde edilen sonuçlar kullanılarak, zamana karşılık dönüşüm grafikleri Matlab ile çizdirilmiş ve Chemcad ile reaktör ve distilasyon için gerekli ısıl yükler hesaplanmıştır. Sonuç olarak, katalizör artışı ile aseton dönüşümünde artış görülmüştür. Ayrıca ko-katalizör kullanımı aseton dönüşümünü artırmıştır. Sitokiometrik 2:1 fenol:aseton molar oranda yürütülen kesikli reaktör deneylerinden elde edilen sonuçların yarı kesikli reaktörde yürütülen deneylere göre daha fazla safsızlık içerdiği görülmüştür. Aynı zamanda kesikli reaktördeki örneklerin daha koyu renkte olduğu görülmüştür. BPA ürünü saf halde beyaz renktedir ve üründeki koyu renk safsızlık belirtisidir. Chemcad'den faydalanılarak yapılan simülasyonlar, safsızlıkları gidermek adına fazla miktarda fenol ile yapılan denemelerde (fenol:aseton molar oranı 10:1-5:1-3,5:1) sitokiometrik besleme ile yürütülen (2:1) denemelere kıyasla daha fazla enerjiye gereksinim olduğunu göstermektedir. Ayrıca reaktör ve distilasyon kolonu çap ve boyu daha fazla madde beslemesi sebebiyle artacaktır ve bu sebeple sitokiometrik orana nazaran yatırım maliyeti de artacaktır. Bisphenol-A (BPA) is an important industrial raw material which used in the production of polycarbonates and epoxy resins. Beside these materials, it uses to produce phenoxy resins, acrylic and polysulfone resins, antioxidants (PVC) and compact discs. Theoretically, BPA is synthezied with the condensation of the sitociometric 2 mole phenol and 1 mole acetone. Homogeneous, liquid (HCL, H2SO4) and heterogeneous, solid (amberlist, zeolite) catalysts are used at this reaction. Both catalyst types have advantages and disadvantages. High conversion at low operating temperature among the advantages of the homogenous catalyts. However, high corrosion and recycling difficulty is the major problems of these catalysts. Lesser corrosion and easy seperation from the reaction media are the advantages of the heterogeneous catalysts. Nevertheless, lesser selectivity and lower reaction rate (so conversion) are the main issues of this type of catalysts. Production of the BPA with sitoichiometric 2:1 phenol:acetone molar ratio is not preferred in the industrial scale because of the side reaction which occurs due to high amounts of acetone in the reaction media. At the acidic reaction media self-condensation of the acetone forms mecytyl oxides, hence the high concentraion of acetone reduces the conversion to BPA and BPA selectivity. To reduce the negative effect of the side products excess amount of phenol (which the mole ratios of the phenol to acetone are 10:1 , 5:1 etc) is generally used in industry. Decreasing of the usage of excess phenol hence reducing of the operation and plant cost is the main aim of this study. For that reason, studies of sitoichiometric 2:1 molar ratio of phenol to acetone, were carried out. HCl and amberlyst-15 used as catalysts at the experiments. Semi-batch reactor with different feeding modes were used to minimize the concentration of the acetone in the reaction media. Purity of the products and conversion of acetone were investigated. Production cost of the BPA is one of the contents of thesis. Beside, the experiments with different feeding modes, certain amounts of HCl (%5, %15 %25 of total reactants) were tested. The reason for these experiments are conversion of acetone and purity of BPA are varied with the using of different amounts of catalyst. Hence the separation cost is varied with the catalyst amount. Thus, the optimum energy necessity which is directly related with the operating cost can be calculated. Experiment resulted with highest conversion and purity was selected and then different experiments were conducted with these parameters. Additionally some experiments include 2-mercaptoethanol as co-catalyst, amberlist-15 as heterogeneous catalyst and excess amount of phenol (3,5:1-5:1-10:1 molar ratio of phenol to acetone) were also explored. Considering the design cost, determining of potential optimum conversion and purity are aimed according to the results of all these experiments, Samples were analyzed with melting point analyzer, NMR, GC-MS and GC-FID. Using results, which are obtained from the experiments, the graphics of time/conversion are drawed with MATLAB© and heat duty of distilation, heat exchanger and reactors are calculated with CHEMCAD©. As a conclusion, it is seen that increasing of catalyst amount the conversion of acetone is increased. Moreover, addition of co-catalyzer increased the conversion of acetone. Results of the batch and semi-batch condition of sitoiciometric 2:1 phenol to acetone show that more impurity formed in the batch condition experiments. Also, the samples which taken from batch reactors have darker colour in regard of the sample taken from the semi-batch reactors. Colour of pure BPA is white and dark colour indicates impurities. Calculation of heat duties of distillation units of reboiler, condenser and heat exchanger and reactor from the simulated with CHEMCAD show that, excess amount of phenol (10:1-5:1-3.5:1 phenol:acetone molar ratio) causes more energy requirement in comparison with sitociometric (2:1 phenol:acetone molar ratio) phenol. In addition, with the more phenol feeding, height and diameter of distillation column and reactor size increase along with plant cost.

YÖK Tez No: 639834 Ülkemizde ve dünyada giderek artan enerji ihtiyacı sebebiyle alternatif enerji üretim yöntemleri giderek önem kazanmaktadır. Bu bağlamda katı oksit yakıt hücreleri (KOYH) hidrojen ve hidrokarbonların direkt olarak elektrik enerjisine çevrilmesinde yüksek verimleri, büyük kapasiteli kullanımları ve yerleşik elektrik üretim tesislerine kıyasla daha çevreci olması nedeniyle önemli bir araştırma konusu haline gelmiştir. Katı oksit yakıt hücresinde kritik öneme sahip iyonik iletkenliğin sağlandığı elektrolit yapıları üzerine birçok araştırma yapılmış ve YSZ (yitriyum katkılı zirkonya), SDC (samaryum katkılı serya), GDC (gadolinyum katkılı serya) ve LSGM (stronsiyum ve magnezyum katkılı lantan gallat) gibi yapıların 600-1000°C arasında yüksek iyonik iletkenlik gösterdiği saptanmıştır. Ancak YSZ yüksek iyonik iletkenlik sağlayabilmek için diğer elektrolitlerden daha yüksek çalışma sıcaklığı gerektirmektedir (>800°C). SDC, GDC, LSGM gibi elektrolitlerin ise nadir toprak metal oksit kullanımı nedeniyle maliyetleri yüksek olmaktadır. Bu nedenle araştırmalar alternatif elektrolit yapıları üzerine yoğunlaşmıştır. Literatürde Ca, Sr ve Mg gibi toprak alkali metallerin CeO2 içerisine katkılanması ile yüksek iyonik iletkenlik elde edilebileceği ortaya konmuştur. Ayrıca Sm'nin yanına belirli miktarlarda eklenmeleri ile performansın arttırabileceği de belirtilmiştir. Ancak yapılan çalışmalarda bu komponentlerin çözünürlük limiti, ikili katkılamalar sonucu iyonik iletkenlikleri ve hücre performansları neredeyse hiç incelenmemiştir. Bu tez çalışmasının amacı, CeO2 fazına katkılanan ve maliyetli olan nadir toprak elementlerine (Sm, Gd, Nd) alternatif olarak iyon-iletim performansında kayba uğramadan ve ekonomik açıdan daha uygun olması amaçlanarak Ca, Sr ve Mg gibi toprak alkali metallerin katkılanması yapılmıştır. CeO2 içerisindeki çözünürlükleri incelenmiş ve çözünürlük limitleri belirlenmiştir. Bu sayede olası safsızlıkların oluşmasının önüne geçilerek, çözünürlük limiti ve altındaki farklı oranlarda tekli ve ikili katkıların iyonik iletkenlikleri belirlenmiştir. Ayrıca, en yüksek iletkenlik gösteren ikili katkılı elektrolite diğer komponent farklı oranlarda eklenecek ve üçlü katkılı elektrolitler hazırlanarak iyonik iletkenlikleri incelenmiştir. Son olarak, en yüksek iyonik iletkenliği gösteren tekli, ikili ve üçlü elektrolit yapıları kullanılarak tekli hücreler hazırlanacak ve SDC yapısı ile yakıt hücresi performansları karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak elde edilen veriler incelendiğinde literatürde farklı sentez yöntemleriyle sentezlenen SDC-20 elektrolit malzemelerine göre daha uygun maliyette daha yüksek iyonik iletkenliğin elde edildiği görülmüştür. Elektrolitlerin sentezi sitrat nitrat yakma tekniği ile gerçekleştirilmiş ve karakterizasyonu için TG/DTA, XRD, SEM, EDX kullanılmıştır. Elektrolitlerin iyonik iletkenlikleri 200-800°C arasında Empedans Spektroskopisi ile belirlenmiştir Due to the increasing need for energy in our country and in the world, alternative energy production methods are becoming increasingly important. In this context, solid oxide fuel cells (SOFC) have become an important research subject due to their high efficiency in the direct conversion of hydrogen and hydrocarbons into electrical energy, their large capacity use and being more environmentally friendly compared to established electricity generation facilities. Many studies have been conducted on electrolyte structures in which ionic conductivity is provided, which is critical in solid oxide fuel cell, and structures such as YSZ (yttrium doped zirconia), SDC (samarium doped seria), GDC (gadolinium doped seria) and LSGM (strontium and magnesium doped lanthanum gallate) It has been found that it shows high ionic conductivity between 600-1000 °C. However, YSZ requires a higher operating temperature than other electrolytes (>800 °C) in order to provide high ionic conductivity. Electrolytes such as SDC, GDC, LSGM have high costs due to the use of rare earth metal oxides. Therefore, research has focused on alternative electrolyte structures. It has been demonstrated in the literature that high ionic conductivity can be obtained by doped alkaline earth metals such as Ca, Sr and Mg into CeO2. It is also stated that the performance can be increased by adding certain amounts next to Sm. However, the solubility limit of these components, their ionic conductivity and cell performances as a result of double doped were almost never examined in the studies. The aim of this thesis study was to add alkaline earth metals such as Ca, Sr and Mg as an alternative to the costly rare earth elements (Sm, Gd, Nd) contributed to the CeO2 phase without losing ion-conduction performance and to be more economically viable. Their solubilities in CeO2 were examined and solubility limits were determined. In this way, the formation of possible impurities was prevented, and the ionic conductivity of single and double additives at different ratios at and below the solubility limit was determined. In addition, the other component will be added to the double-doped electrolyte, which shows the highest conductivity, in different proportions, and triple-doped electrolytes were prepared and their ionic conductivity was investigated. Finally, single cells will be prepared using single, double and triple electrolyte structures showing the highest ionic conductivity and the SDC structure and fuel cell performances will be compared. Consequently, when the data obtained were examined, it was seen that higher ionic conductivity was obtained at a more affordable cost compared to SDC-20 electrolyte materials synthesized by different synthesis methods in the literature. The synthesis of electrolytes was performed by citrate nitrate burning technique and TG / DTA, XRD, SEM, EDX were used for characterization. The ionic conductivity of the electrolytes was determined between 200-800 ° C by Impedance Spectroscopy.

Text in English; Abstract: Turkish and English., Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 80-86), Industrial observations indicate that sulfur acts a poison for Fischer-Tropsch Synthesis (FTS) and surface science studies show that sulfur blocks the adsorption sites for reactants on cobalt surfaces. However, various experimental studies have indicated conflicting results about the effect of sulfur on cobalt FTS catalyst activity and selectivity. This study aims to clarify the effect of sulfur on cobalt FTS catalysts by molecular modelling of the elementary reactions of FTS on surfaces that are present on sulfur covered cobalt surfaces that are present in fcc-Co nanoparticles, using Density Functional Theory (DFT). For 0.25 ML sulfur coverage, it is found that on bare, C and O covered surfaces, S is the main dissociation product, while HS can be present on low coverages. Atomic sulfur decreases the adsorption energies of all species investigated, while the decrease is more pronounced for CO compared to H2. The effect of S on the elementary FTS reactions direct and H-assisted CO dissociation, carbon hydrogenation, carbon coupling and oxygen removal are also investigated. The results indicate that S inhibits mainly the oxygen removal reaction, in terms of both H2O and CO2. CO dissociation is not inhibited but rather slowed down, due to increasing activation barriers. It is also found that carbon hydrogenation barriers are significantly decreased, while carbon coupling barriers are unaffected. These results indicate that the intrinsic effect of sulfur poisoning would be to increase methane selectivity, while decreasing the selectivity to long chain hydrocarbons., Endüstriyel gözlemlerin sonucunda, sülfürün Fischer-Tropsch Sentezi (FTS) için zehirleyici bir etkiye sahip olduğu ve yüzey bilimi çalışmaları, sülfürün kobalt yüzeyindeki reaktantların adsorpsiyon bölgelerini blokladığını göstermektedir. Öte yandan, çeşitli deneysel çalışmalar sülfürün kobalt FTS katalizörlerinin aktivite ve ürün seçilimi üzerinde çelişen sonuçlar göstermektedir. Bu çalışma, sülfürün kobalt bazlı FTS katalizörleri üzerindeki etkisini anlamak için, fcc-Co nanoparçacığı üzerindeki temel reaksiyonları, moleküler modelleme yöntemi ile yoğunluk fonksiyoneli teorisi kullanarak incelemeyi amaçlamaktadır. 0.25 ML sülfür kaplı yüzey için, sülfür yalın, C ve O kaplı yüzeylerde ana parçalanma ürünü iken düşük kaplı yüzeylerde HS de olabilmektedir. Atomik sülfürün tüm türlerin adsorpsiyon enerjilerini düşürdüğü gözlemlenirken, CO adsorpsiyon enerjisindeki düşüş H2’ye kıyasla daha fazladır. Sülfürün etkisi FTS ana reaksiyonları, direkt ve h-destekli CO parçanlaması, karbon hidrojenleşmesi, karbon eşleşmesi ve oksijen giderme reaksiyonları üzerinde incelenmiştir. Bu sonuçlara göre, oksijen giderme reaksiyonu hem H2O hem de CO2 formunda, sülfür tarafından engellemektedir. CO parçalanması ise engellenmemiş, ancak aktivasyon bariyerleri yükseldiği için yavaşlamıştır. Karbon hidrojenleşme bariyerleri ciddi miktarda düşerken, karbon eşleşme bariyerlerinde bir değişim gözlemlenmemiştir. Bu çalışma sülfür zehirlenmesinin esas nedeni olarak, sülfürün metan seçilimini artırırken uzun zincirli hidrokarbon seçilimini azaltması olarak göstermektedir.

Metal endüstrisi arıtma çamurlarından liçing yöntemi kullanılarak değerli metallerden çinkonun organik asitler ile geri kazanımı gerçekleştirilmiştir. Liçing işleminde çevre ile uyumlu asitlerden asetik asit ve sitrik asit kullanılmıştır. Arıtma çamurunun ağır metal içeriği ise ICP-OES cihazı ile belirlenmiştir. Çinko geri kazanımındaki liçing işleminde en yüksek verim için koşullar; 1,00 M asetik asit ile katı-sıvı oranı 0,1:50 (g:mL), 60 dakika süre ve 900 rpm karıştırma hızı olarak tespit edilmiştir. Liçing işlemi sonrasında yapılan analizlerde çinkonun geri kazanımının belirlenen en uygun koşullarda asetik asitte %99 oranında gerçekleştiği görülmüştür. Liçing kalıntıları ile geri dönüşüm ürünü olan düşük yoğunluklu polietilen ve polipropilen 0,5:4 (g:g) oranında karıştırılarak ısıl işleme tabii tutulmuş ve polimer kompozitler elde edilmiştir. Polimer kompozit yapıların oluşturulması işleminde ise en uygun sıcaklık 225°C ve en uygun çamur-polimer oranı 1:8 (g:g) olarak belirlenmiştir. Liç işlemi ve kompozit yapıların metal salınımı testlerindeki çinko değerleri UV-Vis. Spektrofotometre ile 620 nm dalga boyunda ölçülmüştür. Polimer kompozit yapıların metal salınımı TCLP çözeltisi ile liçing yapılarak kontrol edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre organik asitlerin metal geri kazanımında inorganik asitlerin yerine kullanılabileceği ve liç artığı çamurun polimerler ile bir kompozit yapı oluşturularak bertarafına yönelik bir çalışma gerçekleştirebileceği potansiyelinin olduğu görülmüştür. The recovery of the precious metals like zinc from the metal industry sludge, by using organic acids were carried out with leaching method. Acetic acid and citric acid, which are environmental friendly acids, were used in the leaching process. The heavy metal content of the sludge was determined by using ICP-OES instrument. The recovery of the zinc in the leaching process conditions for the highest efficiency were determined as a solid-liquid ratio with 1,00 M acetic acid was found as 0,1:50 (g:mL), 60 minutes time and 900 rpm mixing speed. After leaching process product analysis, ıt was observed that the recovery of zinc conversion was carried out 99% under the most reasonable conditions. Leaching residues , low density polyethylene and polypropylene, which obtained from recycling process, were mixed in the ratio of 0,5:4 (g:g) under heat treatment and polymer composites were obtained. In the process of polymer composite production, the most appropriate temperature and slurry-polymer ratio are 225°C and 1:8 (g:g) ,respectively. Leaching process and releasing of the metal from the composite structures tests for the zinc concentration were measured at 620 nm wavelength by using UV-Vis Spectrophotometer. Metal release of polymer composite structures was controlled by leaching with TCLP solution. The results show that organic acids usage for the recovery of metals instead of using inorganic acids. Leach residue and polymers was obtained for the production of composite structures. It is clearly showed that by using composite structures have serious potential method for leaching residues disposal. 59

Kolorektal kanserde erken aşamada tespit, ölüm oranlarını ve morbiditeyi azaltmaya yardımcı olabileceğinden sağlık açısından kritik öneme sahiptir. Kansere bağlı yüksek ölüm oranı, kısmen klinik yöntemlerin başlangıçta kanser teşhisi için duyarlılık ve güvenilirlikten yoksun olmasından kaynaklanmaktadır. Eğer kolon kanseri başlangıç evrelerinde tespit edilirse, 5 yıl göreceli hayatta kalma oranları% 90'a kadar yükselecektir. Ancak maalesef kolon kanserinin sadece % 37'si erken aşamada teşhis edilebilmektedir. Bu nedenle, bilim adamları ve tıp doktorları kanser gibi ölümcül hastalıkların erken tespiti için hızlı, güvenilir ve ucuz şekilde gerçekleştirilebilecek yeni yöntemler veya protokoller geliştirmek için birlikte çalışmalıdırlar. Klinik testlerin aletsel bir teknikle birleştirilmesi, hastalığın erken dönemlerinde bile faydalı olan yeni kanser tanı yöntemleri geliştirilmesine yardımcı olabilir. Bunun yanında, kötü huylu ve sağlıklı dokuları daha sık görülen iyi huylu enflamatuar durumlardan ayırt etmek deneyimli uygulayıcılar için bile çok zorlayıcı olabilmektedir. Kanserin hızlı, ucuz ve doğru teşhisi için reaktif madde kullanımı gerektirmeyen bir prosedür geliştirilmesi, erken büyüme aşamasında olan tümörlerin hızlı ve güvenilir tespitinde büyük bir potansiyele sahip olacaktır.Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), biyolojik dokulardaki kimyasal profil değişiklikleri hakkında moleküler seviyede detaylı bilgi sağlama kabiliyeti nedeniyle kimyasal analizlerde için güçlü bir aletsel araç olarak bilinir. Normal ve malin dokular arasındaki mid-IR bölgesindeki absorbans bantlarındaki farklar, kolon kanseri gibi çeşitli kanser türlerinin saptanması ve karakterizasyonu için potansiyel bir işaretleyici markör olarak kullanılabilirler. Bu spectral markörler bir ileri multivariate istatistiki yöntem kullanılarak işlenirse spesifik bir histopatolojik tipin ayrışımı gerçekleştirilebilir.Malign ve normal hücrelerde biyokimyasal değişiklikler genellikle `DNA bölgesi` olarak bilinen 1238 cm-1'de ve `protein bölgesi` olarak bilinen 1650 cm-1'de rastlanan amid I ve 1550 cm-1'de gözlenen amid II bölgelerinde titreşim frekansı şiddetinde veya enerjisinde değişimi olarak tespit edilir. Bu nitel bilgiler istatistiki matematik teknikleri ile incelenerek istatistiksel olarak anlamlı sonuçlar çıkartılabilir ve dokunun histolojik durumu ile spektral değişimler ilişkilendirilebilir. Kemometri ileri istatistiki matematik tekniği olup hem bir spektradan en değerli kimyasal bilginin çıkarılmasında kullanılır hem de kaydedilen değişimlerin farklılığına göre spektraların birbirinden ayırt edilmesini gerçekleştirebilir. Kemometri veya başka bir deyişle çok değişkenli analiz, araştırılan numunenin kimyasal doğası göz önünde bulundurularak spektral verilerin hem nicel hem de nitel analizinde kullanılabilir. Kısmen en küçük kareler (PLS) tipi regresyon modelleri, bir numunedeki kirletici miktarını veya bozulma derecesini tahmin etmek için uygulabilirler. PLS ile işleme tabi tutularak indirgenmiş kimyasal verilerin, kullanıcı tarafından önceden tanımlanmış sınıflandırma bilgileri ile birleştirilmesi, bir grup örneğin belirli bir istatistiksel toleransta ayrılmasını sağlar. En yaygın kullanılan kemometrik ayırma araçları doğrusal ayırma analizi (LDA) ve kanonik değişken analizidir (CVA). Her iki teknik de, veri setindeki spektral varyasyona ve verilen tolerans seviyesine göre örnekleri önceden tanımlanmış gruplara ayırmak için kullanılabilir. Tekniğin başarısı, elde edilen spektrumların kalitesine (kimyasal bilgi) ve modelde matematiksel sınır aşımı (overshooting) önlemek için uygun sayıda PLS skorunun seçilmesine bağlıdır.Bu çalışmanın amacı, bir patoloji laboratuvarı ile işbirliği içinde bir dizi kemometrik araçla birlikte FTIR spektroskopisi kullanarak kolon tümörlerin normal formlarından hızlıca ayrıştırılması için yeni bir spektroskopik protokol hazırlamaktır. Bu nedenle, Acıbadem Maslak Hastanesinde kolon kanseri tanısı konan 62 hasta, İstanbul Teknik Üniversitesi biyospektroskopi laboratuvarında toplam 124 kolon doku örneği (62 normal ve 62 tümör) hazırlanıp spektroskopik olarak incelenmesi için bu retrospektif çalışmaya dahil edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan tüm doku örnekleri, formalin fiksasyonuna tabi tutuldu ve spektral analizlere geçmeden önce oda koşullarında formalin çözeltisi içinde saklandı.Aynı hastadan alınan hem normal hem de malign dokunun FTIR spektrumları, 4 cm-1 spektral çözünürlükte 8 eş-taramada 650-4000 cm-1 aralığında Perkin Elmer Spectrum 100 spektrometresi kullanılarak dikkatli şekilde kaydedildi. Kaydedilen tüm spektrumların görsel inceleme ile keşifsel bir değerlendirmesini yaparak, DNA ve protein absorpsiyon bölgelerindeki gözlemlenen değişikliklerin normal ve tümör dokusu spektrumları arasında en dikkate değer farklılıklar olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada, C-H ve C=O gerilmeleri şeklinde kaydedilen lipit absorpsiyon bantlarından kaçınıldı. Çünkü bu spektral özellikler normal dokuda daha fazla bulunmasına rağmen tümör örneklerinin çoğunda çok hafif veya hiç bulunmadığından, normal numuneleri ayırt etmede başarılı olsa da adenokarsinomlar için duyarsızdı. Bu çalışmada normal dokuları DNA, protein ve parmak izi bölgelerindeki spektral değişikliklere dayanarak tümörlerden ayırmak için geliştirilen protokolümüz farklı diskriminasyon modelleri içeren kemometrik araçlar içerir. Diskriminasyona geçmeden önce spektral veriler ayrıca kısmi en küçük kareler (PLS) yöntemi ile işlenerek veri büyüklüğü içindeki varyasyonu korur şekilde daha düşük değerlere indirgendi. PLS uygulamasında elde edilen skorlar, en çok izin verilen 20 olacak şekilde doğrusal diskriminant analizine (LDA) ve kanonik varyant analizine (CVA) modellerine aktarılarak kolon örneklerini normal ve tümör gruplarına göre ayrıştırılmaya çalışıldı. Hem CVA hem de LDA denetimli ayrımcılık modelleri olduğundan, gruplama bilgileri tarafımızdan her bir numunenin histopatolojik değerlendirme sonuçları kullanılarak sağlanmıştır. PLS skorlarının sayısı, kullanılan kemometrik modellerin matris işleminde aşırılıktan kaçınmak için örnek sayısının altıda birinden az tutuldu Bu tezde, FTIR spektroskopisi, PLS-LDA ve PLS-CVA ayırma modelleri kullanılarak kolon tümörlerinin spektral bilgilere göre hızlı sınıflandırılması başarıldı. Basit Öklid mesafesine dayalı LDA'nın kullanılması, tüm örneklerin kabaca% 73 veya% 78 oranlarda başarılı bir şekilde sınıflandırılmasına neden oldu, ancak Mahalanobis mesafesi bazlı LDA ayrımcı modeli kullanarak parmak izi spektral bilgisi verileriyle bu ayrıştırma başarıcı kolayca% 99'a yükseltildi. Grup içi ve gruplar arası gözlemler arasındaki uzaklıkların hesabında Mahalanobis mesafesi kovaryans matrislerini içerdiğinden, Mahalanobis mesafesine dayalı ayrımcılık her zaman Öklid mesafesine dayalı ayrımcılıktan üstün bulunmuştur. CVA sonuçları ayrıca numunelerin normal ve tümör gruplarına göre% 96 oranında başarılı bir şekilde farklılaşmasını sağlamıştır. Bu tezde elde edilen yüksek ayrıştırma başarı oranları, FTIR-LDA FTIR-LDA protokollerinin kolon dokuların patolojik durumuna göre normal veya malign olarak hızlı ve ucuz yoldan tanımlanmasında kullanılmasına işaret etmektedir. Detection of colorectal cancer at an early stage is of critical importance since it may help reduce death rates and morbidity. The high death rate due to cancer was partly attribute to the fact that clinical methods lack sensitivity and reliability for detection cancer at the beginning stages (S. Li et al. 2014; Tatarkovič et al., 2015). If colon cancer is detected at a beginning stage, the (5-year) relative survival rates will improve up to 90%. However, unfortunately only 37% of colon cancers are diagnosed at the early stage. Therefore, scientists and physicians has to work together to develop new fast, inexpensive and reliable methods or protocols for early detection of cancer. Combining clinical tests with an instrumental technique may help develop novel cancer diagnosis methods even useful at the early stages of the disease. In addition, distinguishing of malign and healthy tissues from the more common benign inflammatory states may be very difficult even for experienced practitioners. Development of a reagent free procedure for the fast, inexpensive and accurate diagnosis of cancer will have a great potential in detection of tumor at its early growth phase.Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy has been known as a powerful tool for chemical analysis because of its ability to provide detailed information on the chemical profile changes in biological tissues at the molecular level (Walsh et al., 2008). The differences in the absorbance bands in the mid-IR spectral region between normal and malignant tissues appear to be a potential marker for detection and characterization of various kinds of cancers such as colon (Argov et al., 2002). These spectral markers can be used to differentiate a specific histopathological type when combined with an advanced multivariate statistical method. The biochemical changes in malignant and normal cells are generally detected at the `DNA region` 1238 cm-1 and the `protein region` 1650 cm-1 as the amide I and 1550 cm-1 as the amide II by measuring the change in frequency of vibration of the molecules. Such qualitative information may be treated with mathematical and statistical techniques to arrive at a statistically significant conclusion and correlation of the changes with the histological state of a tissue. Chemometrics is referred to as use of mathematical and statistical techniques together to extract most valuable information or to discriminate spectra from each other based on the degree of changes recorded in the spectra. Chemometrics or multivariate analysis in other words, can be used in both quantitative and qualitative analysis of spectral data considering the chemical nature of the sample under investigation. Partial least squares (PLS) type regression models can be developed to predict the amount of contaminant or the extent of degradation in a sample. Combining PLS-treated reduced chemical data with a discriminant analysis with predefined classification information enables separation of a group of samples at a set statistical tolerance. The most widely used chemometric discrimination tools are linear discriminant analysis (LDA) and canonical variate analysis (CVA). Both techniques can be used to separate samples into predefined groups based on the spectral variation in the data set and the given tolerance level. The success of the technique depends on the quality of the acquired spectra (chemical information) and selection of suitable number of PLS scores in the model avoiding mathematical overshooting. The purpose of this study to devise a new protocol in collaboration with a pathology laboratory for rapid differentiation of colonic tumors from their normal forms using FTIR spectroscopy along with a series of chemometric tools. For this reason, 62 patients diagnosed with colon cancer (adenocarcinoma) at the Acıbadem Maslak Hospital was involved in this retrospective study so that in total 124 colon tissue samples (62 normal and 62 tumor) could be prepared and spectroscopically interrogated at Istanbul Technical University biospectroscopy laboratory. All tissue samples were obtained as formalin fixed and stored at ambient condition in formalin solution before the spectral analysis. FTIR spectra of both normal and malignant tissue from the same patient was collected using Perkin Elmer Spectrum 100 spectrometer in the range of 650-4000 cm-1 at 8 co-scan at the spectral resolution of 4 cm-1. Making an exploratory evaluation of all recorded spectra by visual inspection, changes in the DNA and protein absorption regions were found to be the most remarkable differences between the normal and tumor tissue spectra. Lipid absorption bands in the form of the C-H and C=O stretches were avoided in this study, since these spectral features were more abounded in the normal tissue but were very weak or absent for the majority of tumor samples. Lipid peaks were found distinctive in distinguishing normal samples but were insensitive to adenocarcinoma. Our protocol includes chemometric tools to develop discrimination models to differentiate normal tissues from the tumors based on the variations in DNA, protein and fingerprint regions of the spectral data. Spectral data was further treated with PLS to decrease its size to a much manageable from, while keeping the most variation in the data set. Finally, PLS scores up to 20 were transferred to LDA and CVA to discriminate colon samples into normal and tumor groups. Since both CVA and LDA are supervised discrimination models, grouping information was provided by us using the histopathological evaluation results of each sample. The number of PLS scores were kept less than the one sixth of the number of samples in order to avoid overshooting in the matrix operation of the used chemometric models. In this thesis, rapid classification of colon tumors based on their spectral response comparing to normal tissues was succeeded by using FTIR spectroscopy and PLS-LDA and PLS-CVA discrimination models. Using the simple Euclidean distance based LDA resulted roughly in 73 or 78% successful classification of all combined samples, but this was easily improved to 99% using the fingerprint spectral information with the Mahalanobis distance based LDA discrimination. Mahalanobis distance based discrimination was always found superior to the Euclidian distance based discrimination, since distances between the inter and intra groups observations involve the covariance matrices in the Mahalanobis distance. CVA results has also produced up to 96% successful differentiation of combined samples according to their normal and tumor groups. These high discrimination success rates found in this study suggest the implementation of FTIR-LDA protocols in rapid and inexpensive identification of colonic tissues in terms of their pathological state as normal or malignant. 73

Artan su kıtlığı tüm dünya için bir tehdit oluşturmaktadır. Sanayide aşırı su kullanımı, yetersiz geri dönüşüm ve yüksek yağ konsantrasyonlu su atıkları çevre için tehlikeli sonuçlar doğurmaktadır. Yüksek yağ konsantrasyonlu su emilsiyonları su yaşamı, toprak, atmosfer, insan sağlığı için oldukça tehlikelidir. 20 µm ve altı boyutta küçük yağ parçacıklarını uzaklaştırmak için kullanılan geleneksel metotlar yeterince verimli olmamaktadır. Son yıllarda, yağlı su arıtımındaki avantajlarından dolayı seramik mikro/ultrafiltrasyon membranları keşfedilmiş ve geliştirilmiştir.Bu yüksek lisans tezinin amacı seramik destekli boru şeklindeki membran üretimini ve mikrofiltrasyonunu çalışmaktır. Hazırlanan metal kesme sıvısı çapraz akım filtrasyon sistemiyle beslenmiş ve transmembran basıncı, çapraz akım hızı ve yağ içeriği gibi deneysel parametreler incelenmiştir. Destek katmanı üzerindeki tek ve çift katlı kaplamalar 0,4 µm α-alumina kullanılarak hazırlanmıştır. 1 saat süreli deneyde MF membranının 1 katmanı ve 2 katmanı tıkanma ve düşük süzüntü akışı gözlenmiştir. Toplam askıda katı madde ve bulanıklığın azalması %100 olarak belirlendi. Düşükmembran tıkanıklığına sahip sabit süzüntü akımı ve konsantrasyondaki polarizasyon %1 yağ içeriğine sahip destek membranda elde edilmiştir ve ve transmembran basıncı 2 bar olarak bulunmuştur. Increasing water scarcity is an important threat to the whole world. The use of too much water during the production processes and the insufficient level of reuse of this water and the increasing quantities of oil containing waste generated in many industrial activities cause dangerous consequences for the environment. Highly concentrated oil-inwater emulsions are very harmful for aquatic life, soil, atmosphere and human health.Traditional treatment methods are not effective in the removal of emulsified oil droplets which have less than 20 µm of droplet size. Ceramic micro/ultrafiltration membranes have been explored and developed in recent years due to their superior advantages in oil containing water treatment/purification. The aim of this MSc study was to produce tubular ceramic supports and microfiltration membranes for the removal of oil from stable oil in water emulsions used as metal cutting fluids. The prepared metal cutting fluids were fed to the crossflow filtration system and the effects of experimental parameters such as transmembrane pressure (TMP), crossflow velocity (CFV) and oil content on membrane performance/permeate flux were investigated. The single/double layered coatings on the support surfaces were formed in the preparation of the microfiltration membranes by using stable 0.4 µm α-alumina suspensions. The 1 layer and 2 layers containing microfiltration membranes were heavily fouled and very low permeate fluxes wereobtained in an hour of treatment. This was attributed to the formation of a thin oil layer on the microfiltration membrane surfaces. The reduction of the total suspended solids (TSS) and turbidity were determined as ~100 %. A stable permeate flux with a lower extent of membrane fouling and concentration polarization was obtained with 1% oilcontent and the support membrane and TMP=2 bars. 98

YÖK Tez No: 639746 Gelişen dünya ile birlikte gerek fabrikalar gerekse ulaşımda enerji olarak kullanılan fosil yakıtların doğaya olan zararları bilinmektedir. Ayrıca bu yakıtların bir gün tükeneceği de bilinmektedir. Bu yüzden artık günümüzde şimdiye kadar kullanılan fosil yakıtların yerini alabilecek alternatif kaynaklara yönelinmiştir. Hidrojen alternatif enerji arayışı için oldukça iyi bir seçimdir. Diğer hidrokarbon yakıtlara kıyasla büyük miktarlarda hava kirletici emisyonu ortaya çıkarma gibi bir dezavantajı yoktur. Herhangi bir yakıta göre birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir. Hem yenilenebilir hem de yenilenemeyen kaynaklardan çeşitli başlangıç kaynakları kullanılarak birçok farklı işlem yolundan üretilebilmesi ne kadar iyi bir alternatif enerji kaynağı olduğunu göstermektedir. Hidrojenin üretimi için çeşitli yöntem bulunmaktadır. Metanol buhar reformasyon yöntemi gerek düşük sıcaklıklarda üretime olanak sağlaması gerek hammadde açısından kolaylık sağlaması hidrojen üretimi için kullanılabilecek yöntemlerin başında gelmesini sağlar. Bu çalışmada hidrojen üretimi, elektro aşındırma yöntemiyle imal edilmiş mikroreaktörlerde gerçekleşmiştir. Elektro aşındırma yöntemi ile mikrokanal eldesi için voltaj, elektrotlar arası mesafe, işlem süresi, elektrolit derişimi gibi parametreler kullanılarak bir seri deney yapılmış, kanal genişliği ve derinliği baz alınarak sonuçlar elde edilmiştir. Daha sonra bu sonuçlar yapay sinir ağlarıyla modellenmiştir. Bu kısımda elde edilen tecrübeler nihai reaktör üretimi için kullanılmış ve 10 cm uzunluğunda 51 adet paralel kanaldan oluşan farklı hacimlerde iki adet mikroreaktör imal edilmiştir. Hidrojen üretimde kullanılacak katalizör için farklı geleneksel yöntemler olmasına rağmen birçok avantajından dolayı sprey piroliz yöntemi seçilmiştir. Bu yöntem, mikroreaktörlerin katalizör ile kaplanması düşünüldüğünde oldukça etkili ve yeni bir yöntemdir. Yönteme karar verdikten sonra sprey piroliz için sistem tasarlanmış ve kurulmuştur. Bu yöntem sayesinde katalizörler önce sentez ile oluşturulup toplanmış, sonrasında ise direkt reaktörün nano katalizörle kaplanması tek bir adımda gerçekleştirilmiştir. Sprey piroliz ile sentez ve kaplamanın tek bir adımda gerçekleşmesi zaman tasarrufunun yanında kaplama kalitesi açısından da avantaj sağlamıştır. Tezin son aşamasında katalizör kaplaması yapılmış mikroreaktörde deneyleri yürütmek adına metanol buhar reformasyon sistemi kurulmuştur. Hidrojen üretiminde ise metanol buhar reformasyon yöntemi kullanılarak farklı buhar karbon oranlarında, farklı reaktör sıcaklıklarında, farklı besleme hızlarında ve iki farklı hacme sahip reaktörlerde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar üzerine parametre etkileri yorumlanmıştır. With the developing world, the damages of fossil fuels used as energy in factories and transportation are known. It is also known that these fuels one day will be over. Therefore, it is now directed to alternative sources that can replace fossil fuels used up to now. Hydrogen is a pretty good choice for the search for alternative energy. Compared to other hydrocarbon fuels, it does not have the disadvantage of generating large amounts of air pollutant emissions. It has the highest energy content per unit mass relative to any fuel. It is a good alternative energy source that it can be produced from many renewable and non-renewable sources by using various starting sources from many different processing paths. There are several methods for the production of hydrogen. Methanol vapor reformation method enables production at low temperatures and provides convenience in terms of raw materials, making it one of the methods that can be used for hydrogen production. In this study, hydrogen production carried out in microreactors manufactured by electro etching method. In the electro etching method, a series of experiments were carried out using parameters such as voltage, distance between electrodes, process time, electrolyte concentration and the results obtained were modeled with artificial neural networks. With these experiences obtained for the final reactor, 51 parallel microchannel microreactors were manufactured. Although there are many different traditional methods for the catalyst to be used in production, spray pyrolysis method has been chosen due to its many advantages. This method is a very effective and new method considering the coating of microreactors with catalyst. After deciding on the method, the system for spray pyrolysis was designed and installed. Thanks to this method, both the synthesis and the coating of the reactor with the catalyst were carried out in a single step. Synthesis and coating in one step with spray pyrolysis is advantageous in terms of coating quality as well as time saving. At the last stage of the thesis, a methanol vapor reformation system was installed to carry out the experiments in the microreactor with a catalyst coating. In hydrogen production, was carried out in different steam carbon ratios, different reactor temperatures, different feed rates and different surface area-volume reactors using methanol steam reforming method. The obtained results, parameter effects are interpreted.

Sabit diskler ve anakartlar gibi elektronik cihazların ambalajları üzerinde biriken statik yükler kısa devre oluşumu gibi ciddi problemlere neden olabilmektedirler. Ambalaj endüstrisinde kullanılan polimerlerin büyük çoğunluğu elektriksel olarak yalıtkandır. Pek çok uygulama alanına sahip olan polietilen tereftalatın (PET) nispeten daha az polar moleküler yapısı, hidrofobikliğe neden olmasının yanı sıra PET esaslı ürün ve ambalaj malzemelerinin üzerinde statik yüklerin birikmesine de sebep olmaktadır.Tez çalışması kapsamında, PET film uygulamalarında kullanılmak üzere düşük bağıl nem ortamında da antistatik etki gösterebilen kopolimerler sentezlenmiştir. Polieter blok ester esaslı olan bu kopolimerlerin yapısında polar ve hidrofilik segmentler bulunmaktadır. Tez çalışmasında, hazırlanan kopolimerler içerisinden yüzey direnci ve işlenebilirliği açısından en uygun olanı seçilmiş olup (BK7), bu kopolimer kuaternizasyon ve iyonik sıvı katkılama yöntemleri ile modifiye edilmiştir. Sentezlenen kopolimerlerin karakterizasyonu FTIR, DSC, XRF, XRD ve TGA yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Bu analizler neticesinde kopolimer sentezinin başarı ile gerçekleştiği ve sentezlenen kopolimerlerin PET ekstüzyon uygulamasında kullanılabilmek için yeterli ısıl özelliklere sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Daha sonra bu kopolimerler (BK7, BK7-IL ve BK7-Q) ile çift vidalı ekstrüder kullanılarak PET matrisli masterbatchler üretilmiştir. Bu masterbatchlerin karakterizasyonları ise filtre basıncı ve eriyik akış endeksi yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir.Masterbatchlerin hazırlanmasının ardından tek vidalı dökme film ekstrüderi ile farklı konsantrasyonlarda kopolimerler içeren PET filmler üretilmiştir. Blok kopolimer esaslı antistatik katkı içeren bu filmlerin yüzey direnci ölçülerek antistatik özellikleri incelenmiştir. Bu filmler daha sonra iklimlendirme kabininde belirli koşullarda bekletilerek nem ve sıcaklığa bağlı yüzey dirençlerindeki değişimler takip edilmiştir. Hazırlanan antistatik filmlerin yüzey karakterizasyonu SEM ve temas açısı ölçümüyle gerçekleştirilmiştir. Spektrofotometre yardımıyla pusluluk ve ışık geçirgenliği ölçümleri yapılarak filmlerin optik özellikleri incelenmiş ve mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla da hazırlanan bu filmlerin kopma uzaması ve kopma kuvveti analizleri gerçekleştirilmiştir. Tezde hazırlanan blok kopolimer esaslı antistatik filmlere alternatif olarak karbon esaslı katkılar da denenmiştir. Bu kapsamda, ticari çok duvarlı karbon nanotüpler kullanılarak PET filmler üretilmiş ve bu filmler yüzey direnci ve morfolojisi açısından antistatik kopolimer esaslı filmler ile karşılaştırılmıştır.Hazırlanan antistatik filmlerden gerçekleştirilen ölçümler sonucunda kopolimer katkılı filmlerin yüzey direnci değerlerinin 109–1010 Ω/sq arasında olduğu belirlenmiş ve katkılama sayesinde, PET filmin yüzey direnci değerinin yaklaşık 106 kat iyileştiği gözlemlenmiştir. Hazırlanan filmler içerisinden BK7-IL ve iyonik sıvı katkılı filmlerin diğer filmlere göre yüzey direnci, kristalinite, temas açısı ve kopma kuvveti değerlerinin daha düşük olduğu belirlenmiştir. Örneğin, ağırlıkça yüzde 15 oranında BK7-IL kopolimeri katkılı PET filmin yüzey direnci 6,9 x 109 ohm/sq ve temas açısı değeri ise 62,1º olarak ölçülmüştür. Buna ilave olarak, ağırlıkça %5 oranında iyonik sıvı ile üretilen filmlerin yüksek ışık geçirgenliği ve şeffaflığa sahip olduğu tespit edilmiştir. Hazırlanan %5 iyonik sıvı katkılı PET filmin (PET/IL) yüzey direnci değeri 9,6 x 109 ohm/sq olarak ölçülürken pusluluk değeri ise sadece %2,2 olarak belirlenmiştir. Isıl analizlerden elde edilen verilere göre tüm antistatik filmlerin ~350 ºC'ye kadar ısıl olarak stabil olduğu sonucuna ulaşılmıştır. %10 oranında BK7-IL katkılı antistatik film ile katkısız PET filmin ısıl bozunma sıcaklıkları sırasıyla 396 ºC ve 415 ºC olarak hesaplanmıştır. Bunun yanında, son üründe ağırlıkça %2,25 oranında çok duvarlı karbon nanotüp içeren PET filmin yüzey direnci değeri 7 x 106 ohm/sq olarak ölçülmüştür. Çok duvarlı karbon nanotüp içeren antistatik filmler kopolimer içeren PET filmlere göre daha yüksek iletkenliğe sahip olmasına rağmen görünümlerinin siyah ve mat olması, nanotüplerin PET matris içerisinde dispersiyonunun zor ve filmin yüzeyinin pürüzlü olması gibi bazı dezavantajları bulunmaktadır.Sonuç olarak, tez çalışmasında sentezlenen katkılar ile üretilen PET matrisli kompozit filmlerin ısıl, antistatik, optik ve mekanik özellikler bakımından antistatik ambalaj filmi olarak kullanılabilme potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Antistatik, Polieter blok ester, Kopolimer, İyonik Sıvı Static charges accumulated on the packaging of electronic devices such as hard disks and motherboards can cause short circuits. Most of the polymers used in the packaging industry are electrically insulating. Relatively less polar molecular structure of polyethylene terephthalate (PET) which has many applications leads hydrophobicity as well as the accumulation of static charges on PET-based products and packaging materials.Within the scope of the thesis, low relative humidity dependent antistatic copolymers were synthesized specifically for PET film applications. These polyether block ester-based copolymers contain hydrophilic and polar segments. Among these copolymers, the most suitable one was chosen (BK7) considering the surface resistance and processability and then this copolymer was modified by quaternization and ionic liquid doping. Characterization of synthesized copolymers was carried out by FTIR, DSC, XRD, XRF and TGA methods. As a result of these analyses, it was concluded that the synthesis of copolymers was carried out successfully and that the synthesized copolymers had sufficient thermal properties to be used in the PET extrusion application. PET-based masterbatches were then produced with these copolymers (BK7, BK7-IL, and BK7-Q) by using a twin-screw extruder. The characterizations of these masterbatches were performed by the filter pressure and melt flow index methods.PET films with different concentrations of copolymers were produced by using a single screw cast film extruder after the preparation of masterbatches. The antistatic effect of the films containing block copolymer-based antistatic additives was investigated by measuring the surface resistivity. These films were then kept under certain conditions in the air conditioning cabinet and the changes in surface resistance were monitored depending on humidity and temperature. The surface characterization of the antistatic packaging films was performed by SEM and contact angle measurements, and the optical properties of the films were examined with a spectrophotometer by measuring the haziness and light transmission. Breaking force and elongation at break measurements of the films were also conducted to determine the mechanical properties. Also, carbon-based additives were investigated as an alternative to the block copolymer-based antistatic films prepared in the thesis. In this respect, PET films were produced using commercial multi-walled carbon nanotubes and compared with antistatic copolymer-based films in terms of surface resistivity and morphology.It was determined that the surface resistivity of the antistatic PET films was around 109–1010 Ω/sq and the addition of the antistatic masterbatches into neat PET matrix resulted in almost 106 times enhancement in surface resistivity. Among all PET antistatic films, it was found that PEBE-IL and ionic liquid addition to neat PET led to a lower crystallization degree, surface resistivity, contact angle, and breaking force. For example, PET composite films with 15 wt% BK7-IL had a surface resistivity of 6.9 x 109 ohm/sq and a contact angle value of 62.1º. In addition, it was pointed out that antistatic PET composites films with high optical transparency were prepared with the addition of 5 wt% ionic liquid. This transparent antistatic film (PET/IL) showed a surface resistivity value of 9.6 x 109 ohm/sq with a haziness value of only 2.2%. According to the data obtained from the thermal analyses, it was concluded that all antistatic films were thermally stable up to ~ 350 ºC. Thermal decomposition temperatures of 10 wt% BK7-IL doped antistatic film and neat PET film were calculated as 396 ºC and 415 ºC, respectively. Besides, the surface resistivity value of the PET film containing 2.25 wt% multi-walled carbon nanotube in the final product was measured as 7 x 106 ohm/sq. Although carbon nanotube-based antistatic films had higher conductivity compared to copolymer-based PET films, they have some disadvantages such as black and matt appearance, difficult dispersion of the nanotubes in the PET matrix and surface roughness. As a result, it has been determined that antistatic additives prepared in this thesis have the potential to be used as antistatic packaging materials in terms of thermal, antistatic, optical and mechanical properties.Keywords: Antistatic, Polyether block ester, Copolymer, Ionic Liquid 181

YÖK Tez No: 637384 Son yıllarda, ısı transfer verimliliğini artırmak için yenilikçi bir yaklaşım olan nanoakışkan kullanımı hakkında çalışmalar hızla artmaktadır; fakat nanoakışkan kullanımını sınırlayan bazı faktörler bulunmaktadır. Bu faktörlerden en önemlisi uzun süre nanoakışkan kararlılığını sağlayamamaktır; ancak bu doğrultuda farklı yöntemler geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden bir tanesi ise sürfaktan kullanmaktır. Bu deneysel çalışma kapsamında ilk aşamada üç farklı sürfaktanın, temel akışkan olarak seçilen saf suyun termofiziksel özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi, ardından nano boyutlarda Al2O3 partikülleri ile elde edilen nanoakışkanların fiziksel özelliklerinin ve kararlılığının ölçülmesi ve son aşamada ise hazırlanan nanoakışkanın gövde boru tipi bir ısı değiştirici kullanılarak ısı transfer karakteristiğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda SDS, NP 10 ve Tween 80 olmak üzere 3 farklı sürfaktan kütlece %0,2 %0,4 %0,6 ve %0,8 oranlarında saf su ile karıştırılıp, çözeltiler oluşturulmuştur. Bu çözeltilerin 25 °C, 35 °C, 45 °C, 55 °C ve 65 °C olmak üzere 5 farklı sıcaklıkta yoğunluk, viskozite ve termal iletkenlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ardından ortalama partikül boyutu 18 nm olan Al2O3 partikülleri kullanılarak hacimce %0,3 %0,5 %0,7 %0,9 ve %1,1'lik nanoakışkanlar hazırlanmıştır. Nanoakışkan kararlılığını artırmak için sürfaktan ve ultrasonik homojenizatör kullanılmıştır. Elde edilen nanoakışkanların 25 °C, 35 °C, 45 °C, 55 °C ve 65 °C sıcaklıktaki yoğunluk, viskozite ve termal iletkenlikleri ölçülmüştür. Aynı zamanda hazırlanan nanoakışkanların kararlılığının belirlenmesi için sedimentasyon metodu kullanılmıştır. Isı transfer performansının incelenmesi için sırasıyla su ve %0,2 Tween 80 ve %0,3 Al2O3 ile hazırlanan nanoakışkan gövde borulu bir ısı değiştiricinin boru kısmından 2, 3 L/dk, 4 L/dk ve 5 L/dk olmak üzere 4 farklı debide beslenmiş ve toplam ısı transfer katsayıları hesaplanmıştır. Çalışmalar sonucunda sürfaktan kullanılmadan hazırlanan nanoakışkanların termofiziksel özelliklerinin literatürle büyük oranda uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Tüm konsantrasyonlarda hazırlanan nanoakışkanlar için partikül miktarı ile nanoakışkanın yoğunluğunun doğru orantılı arttığı görülmüştür. Ayrıca akışkanın viskozitesi nanopartikül eklenmesi ile artmış fakat partikül kümelenmesinden dolayı düzenli bir artış gözlemlenememiştir. Farklı oranlarda hazırlanan nanoakışkanların termal iletkenlik değerlerinin suyun değerlerinden yüksek olduğu tespit edilmiştir. Sıcaklık arttıkça termal iletkenlik değerleri artmış ve 25 oC sıcaklıkta elde edilen maksimum termal iletkenlik değeri, hacimce %1,1 Al2O3 ve kütlece %0,2 Tween 80 kullanılarak hazırlanan nanoakışkan ile sağlanmıştır. SDS sürfaktanının, nanoakışkan kararlılığı üzerinde negatif etkisi olduğu görülmüş olup en iyi kararlılığa Tween 80 sürfaktanı ile ulaşılmıştır. Nanoakışkan kullanımı ile ısı transfer katsayısı artmış ve ısı transfer katsayısındaki maksimum artış %11,54 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca debi arttıkça toplam ısı transfer katsayısında artış görülmüştür. In recent years, studies on th use of nanofluids, an innovative approach to enhance heat transfer efficiency, have been increasing rapidly. However, some factors limit the use of nanofluids. The most important of these factors is not being able to provide nanofluid stability for a long time, but different methods have been developed accordingly. One of these methods is to use surfactant as a dispersant. Within the scope of this experimental study, it was aimed to determine the effects of three different surfactants on the thermophysical properties of the pure water which was selected as the base fluid, the physical properties and stability of the nanofluids obtained by using nano-sized Al2O3 particles, and the heat transfer characteristic of the prepared nanofluid using a shell and tube heat exchanger. For these purposes, 3 different surfactants, SDS, NP 10, and Tween 80, were mixed to pure water with a ratio of 0.2% 0.4% 0.6% and 0.8% by weight, and solutions were obtained. Density, viscosity, and thermal conductivity measurements of these solutions at 25 °C, 35 °C, 45 °C, 55 °C and 65 °C were carried out. Afterward, using the Al2O3 particles with an average particle size of 18 nm, nanofluids were prepared with a volumetric ratio of 0.3%, 0.5%, 0.7%, 0.9%, and 1.1%. Surfactant and ultrasonic homogenizer were used to increase the stability of nanofluids. Density, viscosity, and thermal conductivity of the obtained nanofluids at 25 °C, 35 °C, 45 °C, 55 °C and 65 °C were measured. Meanwhile, the sedimentation method was used to determine the stability of the prepared nanofluids. To investigate the heat transfer performance, water and nanofluids, containing Al2O3 and Tween 80 with the ratio of 0.3% and 0.2% respectively, were fed to the tube side of the heat exchanger at 4 different flow rates (2, 3, 4 and 5 L/min) and the total heat transfer coefficient was calculated. As a result of the study, it has been observed that the thermophysical properties of nanofluids prepared without the use of surfactants are substantially compatible with the literature. It was seen that densities of the nanofluids at all concentrations increased with the concentration of particles proportionally. Besides, the viscosity of the fluid increased with the addition of nanoparticles, but no regular increase was observed due to particle aggregation. It has been determined that the thermal conductivity values of nanofluids prepared at different rates are higher than the values of water. As the temperature increased, the thermal conductivity values of the fluids increased and the maximum thermal conductivity value obtained at 25 oC was achieved with nanofluid prepared using 1.1% Al2O3 by volumetric and 0.2% Tween 80 by weight ratio. SDS surfactant was found to have a negative effect on the stability of nanofluids, and the best stability was achieved with the Tween 80 surfactant. Besides, the use of nanofluid improved the total heat transfer coefficient and its maximum value was calculated as 11.54%. When the flow rate of fluids fed to the heat exchanger increased, the total heat transfer coefficient enhanced.

YÖK Tez No: 618741 Günümüzde gelişen sanayi ve endüstri şartları ile enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Bu sebeple endüstrinin her alanında açığa çıkan enerji gereksinimini karşılamak için ihtiyaç duyulan ürünlerin temelini oluşturan ham petrolün rafine edilmesi ve fraksiyonlarına ayrıştırılmasına dayalı işlemler günümüzde çok önemli bir konumdadır. Ham petrolün rafine edilerek farklı bileşenlere dönüştürülmesi ve endüstriyel sahalarda yararlanılabilir ürünlere ayrıştırılması için kullanılan en yaygın ve etkili teknik distilasyon işlemidir. Distilasyon prosesi, temel anlamda bir karışımı oluşturan bileşenlerin kaynama noktalarının yani uçuculuklarının farklı olmasından faydalanılarak ayrıştırılması işlemidir. Ham petrol rafineri ürünlerine örnek olarak, benzin, fuel oil ve motorin, jet yakıtı, asfalt, kerosen, madeni yağlar gösterilebilir. Ham petrol distilasyonu yapılan bir işletmede, en çok enerji tüketiminin olduğu ünitelerden biri ham petrolün fraksiyonlarına ayrıştırıldığı distilasyon kolonlarıdır. Bu sebeple rafinerilerde distilasyon kolonlarını optimum şartlar altında çalıştırmak, hem global enerji kaynaklarını korumak hem de işletme maliyetlerini minimum seviyede tutmak için oldukça önemli bir tasarım ve geliştirme konusudur. Ham petrolün fraksiyonlarına ayrıldığı distilasyon kolonlarındaki operasyon şartları ürün eldesine ve ürün kompozisyonuna etki eden birçok parametreyi içerir. Bu çalışmada, bir atmosferik petrol distilasyonu ünitesi simüle edilmiş ve petrol distilasyon proses parametrelerinin değişiminin ürün kompozisyonuna ve kolon içi operasyon şartlarına etkisi incelenmiştir. Simülasyon, ASPEN Plus v8.6 yazılımından yararlanılarak oluşturulmuştur. Değişim parametreleri olarak besleme yeri, besleme sıcaklığı ve besleme debisi üzerinde durulmuştur. Besleme debisinin artırılmasına rağmen, ürün debisinin azaldığı, dip miktarının arttığı gözlenmiştir. Bunun sebebi, sisteme ek ısı girdisi verilmeksizin artırılan besleme debisinin kolon randımanını düşürmesidir. Besleme hangi ürün çıkış noktasına yakın yapılırsa sıcaklıkla beraber o ürünün de çıkış debisini arttığı gözlenmiştir. Besleme debisi artırılmadan besleme sıcaklığının artırılması ürün debilerini değiştirmemekle birlikte ürün kompozisyonlarını değiştirmiştir. Besleme sıcaklığı artırıldıkça dipte daha ağır ürünlerin kaldığı ve genel olarak tüm ürünlerin daha ağır bileşenlerden oluştuğu anlaşılmıştır. World need for energy has been on a continuous rise in parallel to the rapidly-growing industrial demand around the world. Consequently, distillation and fractionation of crude oil is of paramount importance today, as the crude oil is the basis of many fuels that are used as the main energy source in so many industries. The most common and effective technique used today in separation of crude oil into its components and to fuels usable in the industry is distillation. Distillation in essence is a separation technique utilizing the different boiling points, evaporation tendencies, of a mixture's components. Among the final products from distillation of crude oil, gasoline, fuel oil, diesel, jet fuel, asphalt, kerosene and machine oils can be counted. One of the most energy-intensive units in a crude oil refinery are the distillation columns, where the crude oil is distilled into its main fractions. It is therefore a major research and development task to ensure the optimal operation of these columns, serving to both minimizing the operational costs and safeguarding the world's energy resources. The operating conditions in a distillation column is set by many parameters that affect the flowrate and composition of the products. In this work, a simulation has been created for an atmospheric distillation unit and the effects of varying process parameters on the column's operating conditions and the product compositions have been studied. The software used to create the simulation is ASPEN Plus V8.6 and the process parameters selected for study are feed location, feed temperature and feed flowrate. It is observed that increasing the feed flowrate results in a decrease of the products' and dip flowrates, as the heat input is not increased in parallel, lowering the distillation performance. Another finding is that the feed increases the temperature and flowrates of the products drawn from stages close to the feed location. Finally, only increasing the feed temperature without any changes to feed flowrate affects the product compositions, while the flowrates remain essentially flat. The products and the dip are composed of heavier components, while more light components leave the column from the top stream.

Bu yüksek lisans tezinde şabazitin sulu çözeltilerden sentetik boyaların gideriminde kullanılabilirliği incelenmiştir. Metilen mavisi (MM), Malahit yeşili (MY) ve Kongo kırmızısı (KK) model boyalar olarak seçilmişlerdir. Kinetik, termodinamik ve denge çalışmalarının yürütüldüğü tez kapsamında ayrıca çeşitli değişkenlerin süreç verimine etkileri araştırılmıştır. Çözelti pH değeri süreç verimine önemli ölçüde tesir etmemiştir. Anyonik boya (KK) için en yüksek adsorpsiyon verimi çözeltinin doğal pH değerinde (pH=7,3) elde edilmiştir. Katyonik boyalar (MM ve MY) için ise pH=6,9 değerinde en yüksek verim elde edilmesine rağmen doğal pH değerlerinde elde edilen adsorpsiyon verimi arasındaki fark ihmal edilebilir seviyelerdedir. Kinetik çalışmalar sistemin MY için 180 dk'da, MM ve KK için ise 240 dk'da dengeye ulaştığını göstermiştir. Ayrıca kinetik verilerin görünür ikinci derece kinetik modeli izlediği gözlenmiştir. MM ve MY için sıcaklıkla birlikte verim düşmüş ve ΔH° bu boyalar için pozitif değerlere sahip olmuştur. Buradan sürecin endotermik olduğu anlaşılmıştır. Öteki taraftan, KK için sıcaklık arttıkça verim azalmış ve ΔH° negatif değere sahip olmuştur. Bu da sürecin ekzotermik doğaya sahip olduğunu göstermiştir. Ayırma veriminin şabazit dozu ile arttığı ve boya derişimi ile birlikte azaldığı görülmüştür. En yüksek adsorpsiyon kapasitesi KK, MM ve MY için sırasıyla 24,206, 10,317 ve 9,587 mg/g olmuştur. En yüksek ayırma verimleri ise aynı boyalar için sırasıyla %85,3, %98,9 ve %95,8 olmuştur. Katyonik boyalar, MM ve MY ile elde edilen denge verileri Langmuir izoterm modeli ile uyum içinde olmuştur. Anyonik boya, KK için ise en yüksek R² değerine Freundlich izoterm modeli ile ulaşılmıştır., In this MS thesis, usability of chabazite for the removal of synthetic dyes from aqueous solutions was investigated. Methylene blue (MB), Congo red (CR) and Malachite green (MG) were selected as the model dyes. Influences of various parameters on the process efficiency were probed while kinetic, thermodynamic, and equilibrium studies were executed. The solution pH didn't significantly impact the process efficiency. The highest separation efficiency for the anionic dye (CR) was obtained at the natural pH of the solution (pH=7.3). For cationic dyes (MB and MG), although the highest yields were obtained at pH=6.9, the differences between adsorption efficiencies obtained at natural pH values were negligible. Kinetic studies showed that the system reached the equilibrium by 180 min for MG and 240 min for MB and CR. In addition, it was observed that the kinetic data followed the pseudo second order kinetic model. The efficiency decreased with the temperature for MB and MG and ΔH° had a positive value for these dyes. The process was found to be endothermic from these results. On the other hand, the efficiency reduced with the temperature, ΔH° had a negative value for CR. This shows that the process had an exothermic nature. Separation efficiency was seen to increase with the chabazite dose and decrease with the dye concentration. The highest adsorption capacities were 24.206, 10.317 ve 9.587 mg/g for CR, MB and MG, respectively. The maximum separation efficiencies were 85,3%, 98,9% ve 95,8% for the same dyes, respectively. The equilibrium data obtained with the cationic dyes MB and MG were in agreement with the Langmuir isotherm model. The highest R² value was reached with the Freundlich isotherm model for the anionic dye, CR.

Ribozom, prokaryotlardan ökaryotlara kadar canlı yaşamının gözlemlendiği tüm yapılarda protein sentezinde görevli biyomoleküler makinedir. Ribozomal kompleksin temel bölgelerine protein yapısındaki çeşitli faktörlerin bağlanması ile protein sentezi gerçekleşmektedir. Protein sentezi başlangıç, elongasyon, sonlanma ve yeniden işleme adımlarından oluşmaktadır. Bu tezde, protein sentezinin farklı aşamalarında yer alan bakteri ve insane ait ribosomal komplekslere ait fonksiyonel dinamik davranımların benzerlik/farklılıkları incelenmektedir. Bu amaçla, Anizotropik Ağyapı Modeli (ANM), Kaba Ölçekli Moleküler Dinamik (CGMD) yöntemi ve rezidü ağyapı modeli kullanılarak; ribosomal komplekslerin biyolojik olarak fonksiyonel local ve global dinamik davranımları araştırılmıştır. Kaba ölçekli (CG) bir modelde, atom grupları psödo atom adı verilen tek bir atom ile gösterilebilirler. Böylece serbestlik derecesi ve buna bağlı olarak simülasyon süresi azaltılmış olur. Tezde incelenecek konular iki aşama olarak incelenebilir. Birinci aşamada, ribozomal komplekslerin lokal/global dinamik davranımları incelenmiş ve bakteri ve insana ait ribozomal kompleksler arasındaki benzerlik ve farklılıklar belirlenmiştir. İkinci aşamada ise ribozomal komplekslerdeki fonksiyonel bölgeler arasında yer alan allosterik iletişim mekanizmaları araştırılmıştır. 500 ns süreli CGMD simulasyonları ve ANM hesaplamalarına ait sonuçlar, literatürde yer alan deneysel verilerle karşılaştırılarak genel olarak deneysel verilerle uyumlu sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Rezidü ağyapı modeli kullanılarak allosterik iletişim yolları tahmin edilmiştir. En kısa yol algoritmalarının uygulandığı bu yönteme ek olarak pertürbasyon yanıt taraması (PRS) yöntemi kullanılarak uzak mesafedeki fonksiyonel bölgeler arası sinyal iletiminden sorumlu bölgeler belirlenmiştir.Bu çalışmada toplam beş adet T. thermophilus, bir adet E. coli ve bir adet H. sapiens ribozomal kompleks yapıları incelenmiştir. CGMD simülasyonuna ait hesaplamalar RedMD isimli bir yazılım ile; ANM hesaplamaları, rezidü ağyapı modeli oluşturulması ve en kısa k-patika yol hesaplamaları yayınlanmamış kaynak kodları ile gerçekleştirilmiştir. T. thermophilus ve H. sapiens yapıları için dörder ve E. coli yapısı için iki birbirinden bağımsız simülasyon gerçekleştirilmiştir. Teorik ve deneysel B-faktör (sıcaklık faktörü) karşılaştırılması ile deneysel veriler ile uyumlu sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Rezidülere ait ortalama hareketler incelendiğinde hücre sıvısı ile temas eden kısımlar beklendiği üzere en hareketli bölgeler olarak gözlemlenmiştir. Bakteriyel ribozom yapısında küçük alt birimde yer alan baş, gaga ve 'spur' olarak isimlendirilen bölgeler en hareketli bölgelerdir.Ribozomal komplekslere ait kolektif fonksiyonel hareketler CGMD simulasyonlarına ait temel bileşen analizi (PCA) incelenmiştir. CGMD simulasyonlarından elde edilen konformasyonel yörüngeler kullanılarak ribozomal komplekslerin dinamik çapraz korelasyon haritaları çıkarılmıştır. Sonuçlara göre ribozomal komplekslesi oluşturan altbirimlerin kendi içerisindeki korelasyon, altbirimler arası korelasyondan yüksektir. Aynı zamanda ribozomal protein zincirleri içerisindeki korelasyon, RNA zincirleri içerisindeki korelasyondan fazladır. Bu durum protein yapılarının RNA yapılarına göre daha kompakt kümeler halinde olduğu durumunu desteklemektedir.Ribozomal komplekslerin global hareketleri temel bileşen analizine ek olarak ANM normal mod analizleri ile de incelenmiştir. ANM hesaplamaları dört T. thermophilus ve bir H. sapiens yapısı üzerinde gerçekleştirilmiştir. Ribozomal komplekslere ait karakteristik konformasyonel değişimler; `çarksal dönme hareketi`, 30S/40S dönme hareketi, L1 ve L7/L12 uzantılarının hareketleri her iki yapıda da görülmektedir. Küçük altbirimdeki baş ve gaga bölgelerinin E-tRNA'ya doğru hareketi H. sapiens ve PDB NO:4v9h olan T. thermophilus yapısında gözlemlenmiştir. Bunların yanında ökaryot spesifik bir hareket olan 40S gövdesinin dönme hareketi ise beklendiği gibi sadece H. sapiens yapısında gözlemlenmiştir.Tezin ikinci aşamasında ribozomal komplekslere ait allosterik iletişim mekanizmaları incelenmiştir. Yen ve Dijkstra en kısa k-patika yol algoritmaları rezidü ağyapı modeli üzerinde uygulanmıştır. Allosterik etkileşim mekanizmaları PRS hesaplamaları ile de desteklenmiştir. Bu yöntemler kullanılarak ribosomal tünel-PTM (peptit transferaz merkezi) ve KM-PTM arasındaki allosterik etkileşimler incelenmiştir. Hesaplanan en kısa yollar üzerinde bulunan rezidü/nükleotitler deformasyon enerjisi ve hub rezidü analizleri ile analiz edilmiştir. Ribozomal tünel-PTM arasındaki allosterik etkileşim sonuçları literatürdeki deneysel verilerle yüksek oranda desteklendiğinden, birbirine daha uzak bölgede bulunan KM-PTM arasındaki allosterik etkileşimi incelemek kaçınılmaz olmuştur. En kısa k-patika yöntemi ile sadece topolojik bilgileri içeren ağyapı ile dinamik davranıma ait bilgileri içeren ağyapılar üzerinde hesaplanan allosterik kısa yollar benzer sonuçlar vermiştir. Tüm sonuçların bir araya getirilmesi ile KM-PTM arasında özellikle B3 ve B2a olarak isimlendirilen arayüz köprülerinin uzak mesafeler arasında allosterik sinyal iletiminde kritik olduğu gözlemlenmiştir. Yapısı üzerinde bakteriyel ribozoma göre daha az bilgi sahibi olunan insan ribozomal kompleksi üzerinde de bu bölgeler arasındaki allosterik iletişim yolları araştırılmıştır. Türler arasında yüksek derecede korunurluğa sahip olan bu bölgeler arasındaki iletişimin genel olarak benzer yollar üzerinden gerçekleştiği gözlemlenmiştir. B3 ve B2a her iki yapı için de uzak mesafeli sinyal iletimi için bir geçiş yolu olmakla birlikte, bu yapıların yeni tasarlanacak ilaçlar için potansiyel bağlanma bölgesi olarak incelenmesi kaçınılmazdır.Sentezlenen polipeptit zincirinin hücre sıvısına salınmadan önce geçtiği ribozomal tünel de bu tez kapsamında incelenmiştir. uL4 ve uL22 ribozomal proteinleri, bakteride ribozomal tünelin en dar bölgesini oluşturmakla birlikte insana ait ribozomal tünelde bu bölge ökaryot spesifik rezidülerin eklenmesi ile daha dar hale gelmektedir. Bu bölgede özellikle rezidü hareketliliği ve çapraz korelasyon verilerinin incelendiğinde; ökaryotlardaki uL4 proteinine ait ek rezidülerin farklılığa sebep olduğu gözlemlenmiştir. Ek olarak bu bölgede türler arası yüksek korunurluğa sahip fakat ökaryot spesifik rezidülerin oluşturduğu eklentiler sebebiyle ikinci bir daralma yaratan rezidünün PRS analizinde, bu rezidünün, PTM'ya yakın bölgede yer alan bir nükleotit tarafından yüksek derecede etkilendiği gözlemlenmiştir. Bu bölümde ayrıca, E. coli ribozomal kompleksinin ribozomal tüneline ait farklı bölgelerde PRS analizi yapılmış ve yapının içerisinde bulunan polipeptit zincirinin de buradaki allosterik etkileşime etkisi incelenmiştir. Tünelin alt bölgesinde bulunan şaperon bağlanma bölgesinin tünel dinamiğinden etkilendiği gözlemlenmiştir. The ribosome is a molecular machine that catalyzes protein synthesis in three kingdoms of life. This process is regulated by the binding of several protein factors to the main ribosomal complex core during different steps of translation, which are initiation, elongation, termination and recycling. This thesis employs coarse-grained (CG) computational techniques that focuses on differences/similarities in especially dynamical behavior between bacterial and human ribosomal complexes at different stages of translation. Investigating the allosteric communication pathways between distant functional sites of the molecular machine is the other focus. In a CG model, sets of atoms are represented by pseudo-atoms to decrease the degrees of freedom and simulation cpu time. In this thesis, residue interaction network, CG molecular dynamics (MD) simulations and anisotropic network model (ANM), which all use reduced representations of the structures based on one-bead coarse-graining, are employed. The findings of at least 500 ns CGMD simulations and ANM using normal mode analysis are interpreted to get an insight into the overall dynamical behavior of ribosomal complexes. Both methods give consistent results with experimental data on the ribosomal complexes. In order to map allosteric communications in the complexes, perturbation response scanning (PRS) and k-shortest pathways calculations are performed using the CGMD trajectories and the residue network model, respectively. PRS provides information on the influence or effectiveness of a given residue in signal transmission. k-shortest pathways calculations requires a source and a sink node and calculates suboptimal pathways. k-shortest path technique is applied to residue interaction networks.CGMD calculations are performed by the RedMD software. ANM using normal mode analysis, residue interaction network model and k-shortest pathways calculations are performed by in-house codes. CGMD calculations are performed on T. thermophilus, E. coli and H. sapiens ribosomal structures. Comparison of experimental and theoretical B-factors (both calculated from CGMD and ANM) shows that the findings are in accord with experimental data. Correlation coefficients are especially in an acceptable range (0.60-0.70) for rRNA portions between experimental-CGMD findings. Most fluctuating parts are found at the solvent-exposed sites on both 30S (small subunit) and 50S (large subunit). For the bacterial ribosome case; head, beak and spur of 30S are found as highly flexible parts. Additionally, some of the sites around the neck where tRNAs and mRNA bind to the ribosome are also flexible. Results point to two flexible fragments in the 50S. One is the L1 stalk which is composed of the uL1 protein and helices H76-H78 of the 23S rRNA. The release of the E-tRNA requires the correct positioning of L1 stalk. Additionally, L7/L12 stalk is another high fluctuating part of the 50S. It is known to make an anticorrelated movement with the L1 stalk. These lateral stalks are found to play a highly crucial role in the proper functioning of the ribosome. The analysis of E. coli crystal structure fluctuations has also shown that the protein components in the ribosomal complex are also in accord with experimental studies. Dynamical cross-correlation maps (DCCMs) based on CGMD trajectories are generated. The findings indicate that there is more coupling within a subunit than between. Coupling within protein chains is also higher than coupling within rRNA chains indicating the more compact globular structures of proteins than rRNAs.Global dynamics of ribosomal complexes are analyzed by employing ANM using normal mode analysis. The calculations are based on four T. thermophilus and one H. sapiens crystal structure. The characteristic conformational changes; ratchet-like rotation (both in T. thermophilus and H. sapiens), 30S/40S head rotation (both), anti-correlated movement of L1 and L7/L12 stalks (T. thermophilus), 40S head and beak regions towards E-tRNA (H. sapiens and T. thermophilus with PDB ID:4v9h), 40S body rotation around vertical axis perpendicular to classical rotation axis called as `subunit rolling` (H. sapiens) are observed.In the second part of this thesis, allosteric regulation mechanisms in the ribosomal complexes are investigated and compared for bacteria and human. For this purpose, k-shortest pathways algorithms and PRS calculations are employed. k-shortest pathway algorithms (Yen's and Dijkstra) are applied to the networks generated from residue interaction. Potential allosteric communication pathways between DC-PTC and the ribosomal tunnel-PTC (peptidyl transferase center) are explored by these CG techniques. Additionally, residues found on the shortest pathways are analyzed in terms of rigidity/flexibility (according to deformation energy analysis) and being `hub` residue or not (according to `contact number` analysis). The calculated suboptimal pathways between the tunnel and the PTC in T. thermophilus ribosomal structures agree with the previously proposed allosteric pathways. Motivated by the success of these models in the tunnel-PTC case, they are employed for investigating potential allosteric communication pathways between highly distant functional sites, the DC and the PTC of the ribosome, which are known to communicate during the translation process. The analysis suggests that especially B3 and B2a inter-subunit bridges are critical for the long-range signal transmission between the DC and the PTC. Then the potential allosteric communication pathways are also investigated on the human ribosomal complex for the first time to our knowledge. The human ribosomal complex seems to employ similar suboptimal pathways between the tunnel and the PTC as well as the DC and the PTC. In this line, B3 and B2a are highlighted as critical hubs in the long-range signal transmission in the ribosomal structures and can be evaluated as drug binding sites. Then, the ribosomal tunnel where the growing polypeptide chain passes through before emerging at the solvent is studied in more detail. In the bacterial ribosome, the ribosomal exit tunnel walls are formed by the 23S rRNA, uL4, uL22 and a bacteria-specific extension of uL23. In eukaryotes, the bacteria-specific extension of uL23 overlaps with eL39. uL4 and uL22 form a constriction within the tunnel which is located approximately 30 Å from the PTC. An additional loop in uL4 makes this constriction narrower in eukaryotes than prokaryotes. In this line, the ribosomal tunnels of both T. thermophilus and H. sapiens are extracted and analyzed in detail. The additional loop in uL4 in eukaryotes changes the dynamical behavior of this region, which may be related to the macrolide binding discrimination in both structures. To get a deeper understanding, the PRS is applied to the conserved critical residues in uL4 which are located at the constriction region of the tunnel. In the same chapter of the thesis, the allosteric communication in the ribosomal exit tunnel is also discussed focusing on both nascent chain interactions and the trigger factor (TF) recruitment mechanism induced by the ribosomal tunnel on E. coli ribosomal structure. PRS analysis is carried out to identify effectors/sensors around the tunnel. The findings are consistent with experimental observations indicating the allosteric communications between PTC-ribosomal tunnel and chaperone binding site in uL23-lower part of ribosomal tunnel. Especially, uL23 can be considered as a novel drug designing targeting its non-conserved pocket. 190

YÖK Tez No: 636361 Canlı nüfusun artmasıyla birlikte dünya üzerinde pek çok değişiklik ve bozunma meydana gelmektedir. Hastalıkların teşhisi ve tedavisi için üretilen ilaçların bilinçsiz ve kontrolsüz biçimde kullanılması ve hatta kullanılmadan atılmaları su kaynakları için büyük tehdit oluşturmaktadır. Tıbbi ilaçlar vücuttaki metabolik faaliyetler sonucunda parçalanarak veya bozunmadan idrar yoluyla atılmaktadır. Etken maddeler bu şekilde kanalizasyona ve hatta arıtma tesislerine kadar ulaşarak su kaynaklarını kirletir. İlaç etken maddelerinin yanı sıra tekstil endüstrisinin gelişmesiyle birlikte kullanılan boyar madde miktarları kirletici gruplar arasında üst sıralara yükselmiştir. Atıksulara verilen birçok boyar madde çevre ve halk sağlığı için istenmeyen etkilere yol açmaktadır. Bu kirlilikler çevre ve insan sağlığı için büyük tehditler oluşturduğundan acil önlemler alınması gerekmektedir. Epilepsi tedavisinde kullanılan karbamazepin, ağrı kesici, ateş düşürücü olarak kullanılan ibuprofen ilaç etken maddeleri ve pamuk, ahşap ve ipek boyamada yaygın olarak kullanılan metilen mavisi biyolojik arıtma sırasında önemli ölçüde uzaklaştırılmaz. Bu tez kapsamında atıksularda büyük miktarlarda bulunan ve canlıların sağlığı için önemli bir tehdit unsuru olan karbamazepin, ibuprofen ve metilen mavisinin adsorpsiyon prosesleriyle giderilmesi incelenmiştir. Bu çalışmada, karbamazepin, ibuprofen ve metilen mavisinin sulu ortamlardan gideriminde çeşitli makro gözenekli reçineler (XAD-2, XAD-4, XAD-7 ve XAD-16) ve bentonit adsorban olarak kullanılmıştır. Optimum koşulları belirlemek için Design Expert (versiyon 12) programının yanıt yüzey yöntemi (RSM) yaklaşımı olan Box-Behnken tasarım yöntemi kullanılmıştır. Temas süresi, adsorban miktarı, pH, başlangıç adsorbat konsantrasyonu, sıcaklık ve iyonik kuvvetin (NaCl, NaF ve Pb(C2H3O2)2) söz konusu adsorpsiyon proseslerine etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasının anlaşılması için kinetik çalışmalar (yalancı birinci derece, yalancı ikinci derece ve partikül içi difüzyon kinetik modelleri) ve denge çalışmaları (Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich izoterm modelleri) gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilerle adsorpsiyon sistemlerinin termodinamik özellikleri belirlenmiştir. Karbamazepin adsorpsiyonunda reçineler için maksimum verimi (≈ %99) elde etmek için optimum adsorpsiyon koşulları (145 rpm çalkalama hızı altında 0.23 g reçine/19.89 mL çözelti), bentonit için ise maksimum verimi (≈ %80) elde etmek için optimum adsorpsiyon koşulları (136 rpm çalkalama hızı altında 0.1 g reçine/10 mL çözelti), ibuprofen giderilmesinde maksimum verimi (≈ %90) elde etmek için optimum adsorpsiyon koşulları (150 rpm çalkalama hızı altında 0.25 g reçine/11.31 mL çözelti) ve metilen mavisi adsorpsiyonunda maksimum verimi (> %99) elde etmek için optimum adsorpsiyon koşulları (149 rpm çalkalama hızı altında 0.21 g reçine/10.07 mL çözelti) belirlenmiştir. pH reçineler üzerine karbamazepin adsorpsiyonunda etkili bir parametre olarak gözlenmemiştir ancak bentonit için asidik ortam karbamazepin giderimini arttırmıştır. İbuprofen adsorpsiyonunda asidik ortam, kirleticinin uzaklaştırılmasını arttırmış olup metilen mavisi giderimini ise azaltmıştır. Seçilmiş olan iyonların (klor, flor ve kurşun) varlığı, karbamazepin, ibuprofen ve metilen mavisi adsorpsiyon verimlerini azaltmıştır. Tüm adsorpsiyon prosesleri yalancı ikinci derece kinetik modelle oldukça uyumludur. Belirleme katsayıları (R2) karbamazepin için ≥0.98, ibuprofen için ≥0.99 ve metilen mavisi için ≥0.91 olarak bulunmuştur. Ayrıca deneysel ve tahmin edilen adsorpsiyon kapasiteleri arasındaki zayıf fark bu kinetik modelin tatmin edici sonuçlar verdiğini göstermektedir. Denge çalışmaları sonucunda elde edilen veriler kullanılarak termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Karbamazepin adsorpsiyonunda, XAD-4 reçinesi ve bentonit için pozitif ∆G0 değerleri spontan olmayan bir sistemi işaret etmektedir. Ancak XAD-7 ve XAD-16 reçineleri için negatif ∆G0 değerleri sistemin kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir (293 K'de XAD-16 reçinesi hariç). Pozitif ∆H0 değerleri adsorpsiyon proseslerinin endotermik olduğunu göstermiştir. ∆S0'nin pozitif değerleri katı-çözelti ara yüzeyindeki ranstlantısallığın arttığını göstermiştir. İbuprofen adsorpsiyonunda, XAD-2, XAD-4 (308 K hariç), XAD-7 ve XAD-16 (303 K ve 308 K hariç) reçineler için pozitif ∆G0 değerleri spontan olmayan bir sistemi işaret etmektedir. Pozitif ∆H0 değerleri adsorpsiyon proseslerinin endotermik olduğunu göstermiştir. Sadece XAD-2 reçinesi için negatif entalpi değişimi değeri prosesin ekzotermik olduğunu göstermiştir. XAD-2 reçinesi için ∆S0'nin negatif değeri katı-çözelti ara yüzeyindeki ranstlantısallığın azaldığını göstermiştir. Diğer reçineler için ∆S0'nin pozitif değerleri katı-çözelti ara yüzeyindeki ranstlantısallığın arttığını göstermiştir. Metilen mavisi adsorpsiyonunda ise, XAD-7 ve XAD-16 reçineleri için pozitif ∆G0 değerleri spontan olmayan bir sistemi işaret etmektedir. Sistemin kendiliğinden olmayan yapısı, endotermik süreci gösteren pozitif entalpi değişimi ile de desteklenmiştir. ∆S0'nin pozitif değeri katı-çözelti ara yüzeyindeki ranstlantısallığın arttığını göstermiştir. With the increase in the living population, many changes and degradations occur in the world. The unconscious and uncontrolled use of drugs produced for the diagnosis and treatment of diseases and even their disposal without use pose a great threat to water resources. Medical drugs are degrading as a result of metabolic activities in the body or excreted in the urine without breaking down. The active substances thus reach the sewage and even the treatment plants, polluting the water resources. Along with the development of the textile industry, the amount of dyestuff used rose to the top among the pollutant groups as well as pharmaceutical active ingredients. Many dyestuff given to wastewater cause undesirable effects for the environment and public health. Urgent measures must be taken as these impurities pose major threats to the environment and human health. Carbamazepine used in the treatment of epilepsy, ibuprofen used as antipyretics and painkillers, and methylene blue, commonly used in cotton, wood and silk dyeingare are not significantly removed during biological treatment. Within the scope of this thesis, the removal of carbamazepine, ibuprofen and methylene blue, which are present in large quantities in wastewater and which is an important threat to the health of living things, was investigated using adsorption processes. In this study, various macroporous resins (XAD-2, XAD-4, XAD-7 and XAD-16) and bentonite as adsorbents were used to remove carbamazepine, ibuprofen and methylene blue from aqueous media. Box-Behnken design of the response surface approach was used to determine the optimum conditions through of Design Expert software (version 12). Effects of contact time, adsorbent amount, pH, initial adsorbate concentration, temperature and ionic strength (NaCl, NaF and Pb(C2H3O2)2) on the related adsorption processes were investigated. Kinetic studies (pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion kinetic models) and equilibrium studies (Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich isotherm models) were performed to understand the mechanism of adsorption. The thermodynamic properties of the adsorption systems were determined with the obtained data. Optimum adsorption conditions for resins (0.23 g resin/19.89 mL solution under 145 rpm shaking speed) to achieve maximum efficiency (≈ 99% removal), for bentonite (0.1 g bentonite/10 mL solution under 136 rpm shaking speed) to achieve maximum efficiency (≈ 80% removal), in carbamazepine adsorption; removal of ibuprofen, the optimum adsorption conditions (0.25 g resin/11.31 mL solution under 150 rpm shaking speed) to achieve maximum efficiency (≈ 90% removal),; and removal of methylene blue, the optimum adsorption conditions (0.21 g resin/10.07 mL solution under 149 rpm shaking speed) were found to obtain maximum efficiency (> %99 removal). pH has not been observed as an effective parameter in carbamazepine adsorption on resins, but the acidic medium has increased carbamazepine removal for bentonite. The acidic medium increased the removal of ibuprofen but reduced the removal of methylene blue. Occurance of the selected ions (fluorine, chlorine and lead) reduced the adsorption of both pharmaceutical active ingredients and methylene blue. All adsorption processes are quite compatible with the pseudo-second order kinetic model. The determination coefficients (R2) were found to be ≥0.98 for carbamazepine, ≥0.99 for ibuprofen and ≥0.91 for methylene blue. In addition, the weak difference between experimental and predicted adsorption capacities shows that this kinetic model gives satisfactory results. Thermodynamic parameters were calculated using the data obtained as a result of equilibrium studies. In carbamazepine adsorption, positive ∆G0 values for XAD-4 resin and bentonite are signs of a non-spontaneous system. However, negative ∆G0 values for XAD-7 and XAD-16 resins indicate that the system is spontaneous (except for XAD-16 resin at 293 K). Positive ∆H0 values indicate that adsorption processes are endothermic. Positive values of ∆S0 indicate an increased randomness at the solid-solution interface. In ibuprofen adsorption, positive ∆G0 values for XAD-2, XAD-4 (except at 308 K), XAD-7 and XAD-16 (except at 303 K and 308 K) resins are indicative of a non-spontaneous system. Positive ∆H0 values show that adsorption processes are endothermic. The negative enthalpy change value for XAD-2 resin only indicates that the process is exothermic. The negative value of ∆S0 for XAD-2 resin demonstrates that the randomness at the solid-solution interface decreases. The positive values of ∆S0 for other resins indicates that the randomness at the solid-solution interface increases. In methylene blue adsorption, positive ∆G0 values for XAD-7 and XAD-16 resins indicate a non-spontaneous system. The non-spontaneous structure of the system is also supported by positive enthalpy change that indicates the endothermic process. The positive value of ∆S0 demonstrates that the randomness at the solid-solution interface increases.

YÖK Tez No: 647690 Kanser günümüzde önde gelen hastalıklardan birisidir. Giderek artan sayıda kanser vakasına karşı mücadelede etkili tedavi süreçleri giderek gelişmektedir. Bu tez kapsamında dallanmış poli(amino ester) esaslı amfifilik kopolimer sentezlenerek, kanser hücresi hedeflendirilmiş nano yapıda ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanımı araştırılmıştır. Yapılan çalışmada model ilaç olarak DOX kullanılmıştır. Nanopartikül sentezi, karakterizasyonu ve in vitro ilaç salım çalışmaları sonucunda sentezlenmiş yapının başarılı bir şekilde hedef kanser hücrelerinde etkili olduğu sonucuna varılmıştır Cancer is one of the leading diseases today. Effective treatment processes are gradually improving in the fight against a growing number of cancer cases. Within the scope of this thesis, branched poly (amino ester) based amphiphilic copolymer was synthesized. Its poatential usage as a cancer cell-targeted nanostructure drug delivery system was investigated. DOX was used as model drugs in the study. As a result of nanoparticle synthesis, characterization, and in vitro drug release studies, it concluded that the synthesized structure was effective in the terms of targeting property and could be used as an effective carrier for cancer cells

Boya öncesi pasivasyon işleminin boya yapışma kabiliyetini ve korozyon dayanımını arttırdığı literatürde belirtilmektedir. Bu çalışmada ucuz ve kolay bulunan farklı konsantrasyonlarda organik ve inorganik asitler kullanılarak pasivasyonu yapılan numunelere toz boya kaplaması yapılarak pasivasyon kimyasallarının ve uygulama şartlarının boya yapışma kabiliyetine etkisi incelenmiştir. Kaplamalar DX51+Z galvaniz sac üzerinde yapılmıştır. Kimyasal pasivasyon işleminde sitrik asidin, formik asidin ve nitrik asidin farklı konsantrasyonlarında (kütle/hacimce %1, 3 ve 5), farklı sürelerde (20, 40 ve 60 saniye) daldırma yöntemiyle uygulaması gerçekleştirilmiştir. Pasive edilen plakalar 30 saniye boyunca saf su ile durulanmıştır. Saf su ile durulama işleminden sonra numuneler 105oC' de 1 saat boyunca kurutulmuştur Kurutulan plakalara toz boya kaplama yapılmıştır ve 200oC' de 10 dakika boyunca kürlenmiştir. Kimyasal yöntemle pasive edilmiş elektrostatik toz boya kaplı plakaların metal yüzeyi ve toz boya arasındaki adezyon etkinliğinin incelenebilmesi için cross-cut testi, tuzlu su ortamına dayanım testi testi, sıcak su ortamına dayanım testi, darbe testi, silindirik bükme testi, cupping testi ve sprey tuz testi uygulanmıştır. Yapılan testler neticesinde formik asit ile pasive edilmiş plakaların toz boya yapışma etkinliğinin oldukça iyi olduğu görülmüştür. Sitrik asit ve nitrik asit ile pasive edilen metallerin toz boya yapışma etkinliğinin zayıf olduğu görülmüştür. It is stated in the literature that the passivation process before painting increases the paint adhesion ability and corrosion resistance. In this study, the effect of paint adhesion ability and the effect of passivation conditions was examined by using in different concentration organic and inorganic acids, those are found easiliy, by applying powder coating to pasivated samples. Coatings are made on DX51 + Z galvanized sheet. In the chemical passivation process, the application of citric acid, formic acid and nitric acid at different concentrations (1%, 3 and 5% w/v), at different times (20, 40 and 60 seconds) was applied. Passive plates were rinsed with deionized water for 30 seconds. Samples were dried for 1 hour at 105oC after rinsing. The dried plates were powder coated and cured for 10 minutes at 200oC. Cross-cut test, brine test, hot water test, impact test, cylindrical bending test, cupping test and spray salt test were used to examine the adhesion effectiveness between the metal surface of the electrostatic powder coated plates coated with the chemical method and the powder paint. Cross-cut test, salt water resistance test, hot water resistance test, impact test, cylindrical bending test, cupping test and salt spray test were applied to investigate the adhesion effectiveness between the metal surface of electrostatic powder coated plates and powder paint. As a result according to the tests, the powder paint adhesion efficiency with formic acid was found to be quite good. Adhesion efficiency of passivated with citric acid and nitric acid has observed as weak. 117

Bu çalışmanın amacı, kestane şekeri üretimi yapan bir işletmenin gıda atığı olan kestane kabuğu ve/veya kaolin takviyesi kullanılarak üretilen polyester kompozitlerin; mekanik, fiziksel ve termal özelliklerini incelemek ve kompozit üretimine uygun daha iyi özelliklerde reçetenin seçimini sağlamaktır. Çalışmamızda öğütülmüş kestane kabuğu kompozit karışımına %3 ila %10 arasında değişen hacim oranlarında ilave edilmiştir. Ayrıca kompozit numunelerinde özelliklerin iyileştirilmesi amacıyla iki farklı çeşit kaolin hacimce %3 oranında takviye edilmiştir. Kullanılan kaolinlerin bileşimleri ve kristal yapıları birbirinden farklı seçilmiştir; beyaz ve gri kaolin olarak kodlanmıştır. Karışım reçetelerinde hızlandırıcı olarak kobalt, sertleştirici olarak metil etil keton peroksit ve bağlayıcı olarak polietilen graft maleik anhidrit kullanılmıştır. Test öncesi öğütülmüş kestane kabuğu ve kaolin takviye numunelerinin Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri alınmış, kaolin numunelerinin X-Işını Floresans (XRF) ve X-Işını Kırınım (XRD) analizleri yapılmıştır. Manual döküm kalıplama ile üretilmiş kompozit malzemelerin üç nokta eğme testleri yapılarak mukavemet ve elastik modül değerleri elde edilmiştir. Ayrıca malzemelerin darbe dayanımları, impact darbe testi yapılarak incelenmiştir. Kompozit numunelerin fiziksel özellikleri yoğunluk ve su emme testi ile belirlenmiştir. Numunelerin termal özellikleri Termogravimetrik Analiz (TGA) ile, mikro yapıları da SEM ile alınan görüntülerle karakterize edilmiştir.Beyaz kaolin takviyesi ve %3 öğütülmüş kestane kabuğu birlikte kullanıldığında kompozit numunelerde sinerjik etki oluşturduğu ve malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Impact test sonuçlarına göre de öğütülmüş kestane artışı ile malzemelerin absorbe ettiği enerji değerleri düşme göstermiştir. Ancak kaolin takviyesi absorbe edilen enerjinin artmasına katkı sağlamıştır. Öğütülmüş kestane kabuğu ve kaolin takviyesi kompozitlerin yığın yoğunluğunda artış, % su emilimi ve % açık gözenekliliklerinde ise azalmaya neden olmuştur. This study aims to produce polyester composites by using the ground chestnut shell and/or kaolin filler which is food waste of a company producing chestnut candy; to examine the mechanical, physical and thermal properties and to determine the best recipe for composite production. In our study, the ground chestnut shell was added to the composite mixture in volume ratios ranging from 3% to 10%. Besides, to improve the properties of composite samples, two different types of kaolin were reinforced by 3% by volume. The compositions and crystal structures of the kaolin used were selected differently from one another; they were coded as white and gray kaolin. In the mixture, recipes cobalt was used as an accelerator, methyl ethyl ketone peroxide as hardener and polyethylene graft maleic anhydride as a binder. Scanning Electron Microscope (SEM) images of the ground chestnut shell and kaolin reinforcement samples were taken before the test and X-ray Fluorescence (XRF) and X-Ray Diffraction (XRD) analyses of kaolin samples were performed. Strength and elastic modulus values were obtained by performing three-point bending tests of composite materials produced by manual casting molding. Also, the impact strength of composite materials was examined by the impact test. The physical properties of the composite samples were also determined by density and water absorption test. The thermal properties of the samples were characterized by thermal gravimetric analysis (TGA) and microstructures were characterized by SEM images.When white kaolin supplement and 3% ground chestnut shell are used together, it has been observed that it creates a synergistic effect on composite samples and improves the mechanical properties of the materials. According to the impact test results, the amount of energy absorbed by the materials decreased with the increase of ground chestnut shells. However, kaolin supplementation contributed to the increase in absorbed energy. The ground chestnut shell and kaolin supplementation increased the bulk density of composites, a reduction in water absorption % and open porosity %. 63

YÖK Tez No: 636136 Enerji ihtiyacının giderek artması, fosil yakıtların tükenmesi ve küresel ısınmanın da etkilerini göstermesiyle beraber insanoğlu temiz enerji arayışı içerisine girmiştir. Bu noktada elektrokimyasal dönüştürücüler olan yakıt hücreleri üzerine gerçekleştirilen çalışmalar da giderek artmaktadır. Yakıt hücreleri, yüksek enerji dönüşümleri ve düşük çevresel etkileri sayesinde geleceğin enerji üretim teknolojisi olma yolunda ilerlemektedir. Yakıt hücresi türleri arasında katı oksit yakıt hücreleri, yüksek dönüşüm oranları ve geniş uygulama alanları ile dikkat çekmektedir. Ancak yüksek verim beraberinde yüksek işletim sıcaklıklarını da (800-1000 ℃) getirdiği için katı oksit yakıt hücreleri pahalı bir teknolojidir. Günümüzde gerçekleştirilen çalışmaların çoğu daha düşük sıcaklıklarda yüksek verim sağlayacak iyonik iletkenlikleri yüksek elektrolitlerin sentezlenmesi üzerine kuruludur. Çeşitli elektrolit malzemeleri arasında katkılı serya elektrolitler orta işletim sıcaklıklarında (500-800 ℃) yüksek iletkenlik değerleriyle dikkat çekmektedir. Bu malzemelerin özelliklerinin iyileştirilmesi, iletkenlik değerlerini etkileyen parametrelerin iyi anlaşılmasına bağlıdır. Malzemenin üretim yöntemi, kalsinasyon ve sinterleme koşulları, malzemenin yoğunluğu ve daha birçok alt etmen iyonik iletkenlik değerini etkilemektedir. Çeşitli üretim teknikleri arasında hapsetme teknikleri basit yapılarıyla dikkat çekmektedir. Sinterleme prosesi ise başlı başına ele alınması gereken bir konudur. Sinterleme tekniği, sinter sıcaklığı, ısıtma hızı ve sinter süresi malzemenin özelliklerini ciddi ölçüde değiştirmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, farklı hapsetme yöntemleriyle üretilmiş samaryum katkılı serya elektrolitlerin farklı sinterlenme koşullarına maruz bırakılarak özelliklerinin incelenmesidir. Bu bağlamda düşük, orta ve yüksek sıcaklıklar ve sürelerde sinterlenen elektrolitler incelenmiş ve sinterlenmeyi sağlayan temel mekanizma açığa çıkarılarak, değişik koşulların son ürün üzerine etkileri belirlenmiştir. With the increasing need for energy, the depletion of fossil fuels and the effects of global warming, human beings are in search of clean energy. At this point, studies on fuel cells, which are electrochemical converters, are gradually increasing. Fuel cells are on the way to become the energy production technology of the future thanks to their high energy conversions and low environmental effects. Among the fuel cell types, solid oxide fuel cells attract attention with their high conversion ratios and wide application areas. However, solid oxide fuel cells are an expensive technology as high efficiency brings along high operating temperatures (800-1000 ℃). Most of the studies carried out today are based on the synthesis of electrolytes with high ionic conductivity, which will provide high efficiency at lower temperatures. Among the various electrolyte materials, doped ceria electrolytes attract attention with their high conductivity values at intermediate operating temperatures (500-800 ℃). Improving the properties of these materials depends on a good understanding of the parameters affecting the conductivity values. The production method of the material, calcination and sintering conditions, density of the material, and many other sub-factors affect the ionic conductivity value. Among the various production techniques, templating methods draw attention with their simple structures. The sintering process is a subject that should be handled by itself. Sintering technique, sintering temperature, heating rate, and sintering time significantly change the properties of the material. The main purpose of this study is to investigate the properties of samarium-doped-ceria electrolytes produced by different templating methods by exposing them to different sintering conditions. In this context, the electrolytes sintered at low, medium, and high temperatures, and durations were examined and the basic mechanism providing sintering was exposed, and the effects of different conditions on the end product were determined.

Endüstrileşmenin ve kentleşmenin bir sonucu olarak ağır metallerin salınımı doğaya ve canlılara büyük tehdit oluşturmaktadır. Çevre kirliliğine yol açan ağır metallerin tayini son derece önemli olduğundan farklı yöntemler geliştirilmektedir. Bu yöntemlerden biri olan diferansiyel puls anodik sıyırma voltametrisi duyarlılığı ve seçiciliği oldukça iyi olduğundan ağır metal tayinlerinde tercih edilen elektrokimyasal bir yöntemdir. Bu çalışmada, diferansiyel puls anodik sıyırma voltametrisi (DPASV) tekniği kullanılarak ZnFe2O4-rGO modifiye camsı karbon elektrot (ZnFe2O4-rGO/GCE) ile kurşun ve kadmiyum tayini gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla; biriktirme potansiyeli, biriktirme süresi, elektrolit türü, derişimi ve pH'sı gibi kurşun ve kadmiyum pik akımını etkileyen deneysel parametreler incelennmiş ve optimum çalışma koşulları ve performans kriterleri belirlenmiştir., As a result of industrialization and urbanization, the release of heavy metals poses a great threat to nature and living organisms. Since the determination of heavy metals causing environmental pollution is extremely important, different methods are developed. Differential pulse anodic stripping voltammetry, which is one of these methods, is a preferred electrochemical method in heavy metal determinations since its sensitivity and selectivity are very good. In this study, lead and cadmium determination was performed with ZnFe2O4-rGO modified glassy carbon electrode (ZnFe2O4-rGO/GCE) using differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV) technique. For this purpose; experimental parameters affecting lead and cadmium peak current such as deposition potential, deposition time, electrolyte type, concentration and pH were examined and optimum working conditions and performance criterias were determined.

Günümüzde çoğalan enerji gereksinimi, fosil yakıt kaynaklarının giderek azalması, artan çevre kirliliği sonucu araştırmacılar yenilenebilir enerji kaynaklarına yoğunlaşmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekliliğini sağlamak için suyun elektrolizi yöntemiyle hidrojen elde edilerek depolanması önem kazanmaktadır.Hidrojen üzeritiminde PEM elektrolizörler suyun elektrolizi yöntemi ile hidrojen üreten cihazlardır. Nafion gibi perflorosülfonik asit bazlı membranlar, polimer elektrolit membran (PEM) yakıt hücrelerinde çoğunlukla tercih edilmektedir. Fakat Nafion membranların 80oC'den yüksek sıcaklıklarda proton iletkenliklerinin azalması ve pahalı olmaları sebebiyle çeşitli membran malzemeleri geliştirmeye yönelik yoğun çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmada, çözelti polimerizasyonu yöntemiyle üretilen polibenzimidazol (PBI) polimeri kullanılarak 80oC'den yüksek sıcaklıklarda çalışılabilen bir polimer elektrolit membran hazırlanmıştır. Sentezlenen polimerin molekül ağırlığı ölçümünde Ubbelohde viskometresi kullanılmış ve karakterizasyonu H-NMR, FT-IR, SEM ve TGA yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir.180 oC'de sentezlenen PBI membran 220 ?m kalınlığında viskozitesi 0,04 Pa.s ve molekül ağırlığı 4,72×104 g/mol'dür. 170 oC'de sentezlenen PBI membran 190 ?m kalınlığında viskozitesi 0,225 Pa.s ve molekül ağırlığı 1,37×104 g/mol'dür. Sentezlenen PBI membranın sonuçları literatür ile uyum içerisinde olup PBI membran sentezi başarıyla sonuçlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Polimer elektrolit membran, Elektrolizör, Fosforik asit yüklü polibenzimidazol membran, PEM, PBI Researchers have focused on renewable energy sources as a result of the increasing energy demand, the decrease in fossil fuel resources and the increasing environmental pollution. In order to ensure the sustainability of renewable energy sources, it is important to store water by obtaining hydrogen by electrolysis.PEM electrolysers are hydrogen generating devices by the electrolsis method of water. Perfluorosulfonic acid-based membranes such as Nafion are often preferred in polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells. However, due to the reduced proton conductivity of Nafion membranes at temperatures higher than 80 ° C and because they are expensive, intensive studies are continuing to develop various membrane materials. In this study, a polymer electrolyte membrane which can be operated at temperatures higher than 80 ° C has been prepared by using polybenzimidazole (PBI) polymer produced by solution polymerization method. Ubbelohde viskometer was used to measure the molecular weight of the synthesized polymer and its characterization was carried out by H-NMR, FT-IR, SEM and TGA methods.The PBI membrane synthesized at 180 oC has a thşckness of 220 ?m and a viscosity of 0.04 Pa.s and a molecular weight of 4,72×104 g/mol. The PBI membrane synthesized at 170 oC has a thickness of 190 ?m and a viscosity of 0.225 Pa.s and a molecular weight of 1,37×104 g/mol. The results of the synthesized PBI membrane were consistent with the literature and PBI membrane synthesis was successfully completed.Keywords: Polymer electrolyte membrane, Electrolyzer, Phosphoric acid loaded polybenzimidazole membrane, PEM, PBI 62

YÖK Tez No: 619763 Gövde borulu ısı değiştiriciler endüstride yoğun olarak kullanılan ısı değiştirici tipleridir. Piyasa da kolaylıkla bulunabilir. Yüksek sıcaklık ve basınç değerlerine göre dizayn edilip çalıştırılabilmesi en büyük avantajlarından biridir. Bir çok değişken malzeme ve metaryal ile üretilebilmesi geniş proses aralığında çalıştırılabilmelerini sağlar. Ayrıca bakımı ve tamirleri kolaydır. Gövde borulu ısı değiştiriciler, silindirik gövde ile bunun içinde birbirine paralel borulardan oluşur. Akışkanlardan biri boruların içinden diğeri ise gövde içinden geçer. Ana elemanları; boru demeti, gövde, ayna ve kapaklardır. Bu çalışmada imalatı gerçekleştirilen 710 mm boy, 90 mm çapında gövde borulu bir ısı değiştirici kullanıldı. 7 adet paslanmaz çelik şaşırtma perdesine sahip bu ısı değiştiricide 30 adet düz bakır ısı transfer borusu kullanıldı. Borular 9,52 mm çapında ve 0,50 mm et kalınlığına sahiptir ve 30 ? C üçgen dizilimlidir. Toplam ısı transfer yüzey alanı 0,58 m2 dir. Ayna, kapak ve gövde karbon çeliğidir. 2 tane 45 litrelik karbon çelik tank, sıcaklık kontrol cihazları, termoçiftler, ısıtıcı ve su pompaları ise kurulan sistemin diğer bileşenleridir. Akışkanların sıcaklık/zaman datalarının toplandığı, akışkan sıcaklıklarının PID kontrol tekniği ile kontrol edildiği bir program yazılmıştır. Sistem için uygun PID katsayıları yapılan denemeler sonucunda belirlenmi?tir. Belirlenen PID katsayılarıyla debi, sıcaklık ve tüp geçiş sayıları değşitirilerek denemeler yapılmış ve sonuçlar grafik edilmiştir. Matlab ortamında yazılan Delaware metoduyla ısı değiştirici simülasyon çalışmaları yürütülmüştür. Unilab paket programıyla da ısı değiştirici tasarlanmıştır. Belirlenen sıcaklık ve debilerde çalıştırılmıştır. Deneysel sonuçlar Unilab ve matlab sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Shell and tube heat exchangers are commonly used exchanger type in the industry. Some of the biggest advantages are easily available from the market and it can be designed and operated according to high temperature and pressure values. It can be manufactured with a wide range of materials allowing them to be operated in a wide range of processes. It is also easy to maintain and repair. The body tube heat exchangers consist of a cylindrical body and tubes parallel to each other. One fluid passes through the pipes and the other passes through the body. The main parts; pipes bundle, body, mirror and covers. In this study, a shell and tube heat exchanger manufactured with a diameter of 90 mm and length of 710 mm was used. 30 flat copper heat transfer pipes were used for this heat exchanger which have 7 stainless steel baffles. The pipes have a diameter of 9,52 mm and a wall thickness of 0,50 mm and have a 30 ° C triangular array. Total heat transfer surface area is 0,58 m2. Mirror, cover and body are carbon steel. Two 45 liter carbon steel tanks, temperature control devices, thermocouples, heaters and water pumps are the other components of the installed system. A program was writen in which temperature/time data of fluids were collected and fluid temperatures were controlled by PID control technique. Appropriate PID coefficients for the system were determined as a result of experiments. The experiments were made by changing the flow, temperature and tube pass numbers with the determined PID coefficients and the results were graphed. Heat exchanger simulation studies were conducted with Delaware method written in Matlab environment. Heat exchanger is also designed with Unilab package program. It was operated at the specified temperature and flow rates. Experimental results were compared with Unilab and matlab results.

YÖK Tez No: 633297 Sert poliüretan (PU) köpükler için geliştirilen poliester poliollerin (PESPOL) taşıması gereken bazı hedef fiziksel özellikler bulunmaktadır. Bu özellikler başlıca PESPOL'lerin viskozite, asit indisi değeri, hidroksil sayısı değeri ve nem içeriğidir. Tez kapsamında, sert PU köpük uygulamaları için düşük asit indisi değerine sahip PESPOL'ler, diasit-anhidrit bileşiklerinin poliol bileşikleri ile uygun koşullarda polikondenzasyon reaksiyonlarıyla poliol/diasit-anhidrit ekivalent oranı 3:1 olacak şekilde, diasit-anhidrit içeriğindeki adipik asit (AA) ve ftalik anhidrit (FA) oranları ile poliol içeriğindeki dietilen glikol (DEG) ve gliserin (GLY) oranları değiştirilerek gerçekleştirilmiştir. PESPOL'lerin asit indisi, hidroksil sayısı, viskozite ve nem miktarı gibi karakterizasyonlarının yanı sıra tüm PESPOL ürünlerden PU köpük denemeleri yapılmıştır. Son olarak hazırlanan PU köpüklerin referans bir PESPOL'den elde edilen PU köpüğe göre özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sentezlenen PESPOL'lerin diasit-anhidrit kompozisyonundaki ftalik anhidrit (FA) içeriği yükseldikçe viskozite değerlerinin ve asit indisi değerlerinin arttığı, hidroksil sayılarının azaldığı gözlenmiştir. Bununla birlikte, poliol bileşiminde gliserin (GLY) içeriğinin artmasına bağlı olarak viskozite değerlerinin, hidroksil sayılarının ve asit indisi değerlerinin yükseldiği sonucuna ulaşılmıştır. Genel olarak hazırlanan PESPOL ürünlerin ağırlıkça ortalama molekül ağırlığının (Mw) 1.000 Da altında olduğu saptanmıştır. Ürünlerin hidroksil sayılarının diasit-anhidrit kompozisyonundaki artan FA içeriği ile azaldığı (476-599 mgKOH/g) ve asit indisi değerlerlerinin de 0,99–2,36 mgKOH/g aralığında olduğu saptanmıştır. GLY içeriğindeki artışa bağlı olarak, hazırlanan PESPOL'lerin viskozite değerlerinin 1.233 cP-31.098 cP, hidroksil sayılarının 545-599 mgKOH/g ve asit indisi değerlerinin ise 1-2,12 mgKOH/g aralığında değiştiği bulunmuştur. Tez kapsamında sentezlenen PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin reaksiyon profilleri (kremleşme, jelleşme ve dokunma zamanı) karşılaştırmalı olarak incelendiğinde; sentezlenen PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin referans PU köpüğe göre üstün mekanik özellikler gösterdiği belirlenmiştir. Ek olarak, hazırlanan PU köpüklerin serbest yoğunlukları incelendiğinde, D1 ve D3 kodlu PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin referans örneğe göre (31,3 kg/m3) daha düşük serbest yoğunluğa sahip iken diğer örneklerin serbest yoğunluk değerlerinin referansa göre daha yüksek olduğu saptanmıştır. Köpük yapıların SEM analizlerinde genelde beklendiği üzere bal peteği yapısı gözlenmiş olup referans, D1 ve D3 kodlu PESPOL'lerden hazırlanan PU köpükler homojen ve uniform dağılımlı gözenekler göstermiştir. Bu sonuç, PU köpük oluşumu esnasında kullanılan şişirici ajan ve stabilizatörün PESPOL yapısı ile uyumlu davranarak uygun hücresel yapı oluşturduğunu göstermektedir. Ayrıca referans örnek için ortalama gözenek boyutu 230 μm civarında iken geliştirilen PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin de genel olarak 200 – 250 μm aralığında ortalama gözenek boyutuna sahip olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, sentezlenen PESPOL ürünlerinden elde edilen PU köpüklerin genel olarak ticari PESPOL'den hazırlanan referans örneğe göre daha üstün özelliklere sahip olduğu ve sert PU köpük uygulamalarında kullanım potansiyellerinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Tez kapsamında hazırlanan PESPOL ürünler arasında endüstri tarafından talep edildiği şekilde oldukça düşük viskoziteye ve asit indisine (< 1 mgKOH/g) sahip olan D1 ve D2 kodlu PESPOL'lerin ve bu PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin referansa göre basma dayanımı değerlerinin oldukça yüksek, serbest yoğunluk değerlerinin ise referans PU köpüğe oldukça yakın olması, bu ürünlerin hem bilimsel hem de ticari açıdan oldukça ümit verici olmasına neden olmaktadır. The polyester polyols (PESPOLs) developed for rigid polyurethane (PU) foams have some target physical properties. These properties are mainly the viscosity, acid value, hydroxyl value and water content of the PESPOLs. Within the scope of the thesis, PESPOLs with low acid value for rigid PU foam applications were synthesized by polycondensation reaction carried out under favorable conditions with predetermined polyol/diacid-anhydride ratio which was 3:1 and via changing the ratio of adipic acid (AA) and ftalic anhydride (FA) as the proportion of the diacid-anhydride composition and diethylene glycol (DEG) and glycerin (GLY) ratio as the composition of polyols. In addition to the characterization of PESPOLs such as acid value, hydroxyl value, viscosity and water content, PU foam experiments were performed for all PESPOL products. Lastly, the properties of the prepared PU foams were compared with a reference PU foam which was obtained from a standard PESPOL. It was observed that the viscosity and acid values of the synthesized PESPOLs increased significantly with FA content in the diacid-anhydride composition whereas the hydroxyl numbers reduced. Additionally, it was concluded that the viscosity values, hydroxyl numbers and acid values rose with glycerin (GLY) content in the polyol composition. It was determined that the average molecular weight (Mw) of the prepared PESPOL products were generally below 1.000 Da. Furthermore, it was pointed out that the hydroxyl numbers of the products dropped (476-599 mgKOH/g) with larger FA content in the diacid-anhydride composition and the acid values ranging from 0,99 to 2,36 mgKOH/g were observed for the prepared PESPOLs. Depending on the increment of GLY ratio, it was found that the viscosity values, hydroxyl numbers and acid values of the prepared PESPOLs were in the ranges of 1.233 cP-31.098 cP, 545-599 mgKOH/g and 1-2,12 mgKOH/g, respectively. When the reaction profiles (cream, gel and tack free time) of the PU foams prepared from the synthesized PESPOLs were examined comparatively, it was emphasized that the PU foams prepared from the synthesized PESPOLs exhibited superior mechanical properties compared to the reference PU foam. In addition, if the free densities of the prepared PU foams were examined, it was found that the PU foams prepared from D1 and D3 coded PESPOLs had lower free density values compared to the reference sample (31,3 kg/m3) while the other samples revealed higher free density values. In SEM analysis, honeycomb structures were generally observed as expected for the foam structures, and the PU foams obtained from the reference, D1 and D3 coded PESPOLs displayed homogeneous pores with uniform distribution. This result indicated that the blowing agent and stabilizer used during the formation of PU foam were compatible with the PESPOL structure, creating the appropriate cellular structure. Additionally, the average pore size of the PU foams prepared from the developed PESPOLs were generally found to be in the range of 200 - 250 μm while the average pore size for the reference sample was around 230 μm. In conclusion, it was determined that PU foams obtained from the synthesized PESPOL products generally had superior properties compared to the reference sample prepared from commercial PESPOL, and that they showed a high potential for rigid PU foam applications. Among all PESPOL products, the high compressive strengths and comparable free density values of the PU foams, prepared from D1 and D2 coded PESPOLs which had low viscosity levels and acid values (< 1 mgKOH/g), in accordance with the industrial demands, compared to the reference PU foam led to be highly promising of these materials in both industrial and scientific aspects.

YÖK Tez No: 631925 Bu tez çalışmasında, düşük çözünürlüğe sahip deferasiroks etken maddesini içeren hızlı salımlı film kaplı tablet formülasyonunun tasarımla kalite yaklaşımı çerçevesinde geliştirilmesi ve deney tasarımı araçları kullanılarak kritik kalite parametrelerinin optimum değerlerinin ve tasarım aralıklarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Üç aşamalı risk değerlendirme stratejisi kullanılarak kritik kalite materyalleri ve proses parametreleri tespit edilmiştir. Plackett-Burman deney tasarımı oluşturularak çözünme hızı ve toz akış özellikleri üzerinde etkili olan kritik parametreler tespit edilmiştir. Box-Behnken deney tasarımı uygulanarak anlamlı bulunan bağlayıcı konsantrasyonu, dağıtıcı konsantrasyonu ve glidant konsantrasyonu için referans ürün çözünme hızı spesifikasyonları esas alınarak tasarım alanları belirlenmiştir. Validasyon çalışmaları kapsamında, çözünme hızları için belirlenen tasarım aralıkları doğrulanmıştır. Bağlayıcı, dağıtıcı ve glidant parametrelerinin referans ürün çözünme hızı profili hedeflenerek tasarım aralığı içerisindeki optimum konsantrasyonları elde edilmiştir. Referans ürünün çözünme hızı değerleri ile optimum formülasyonun çözünme hızları, pH 8.0 borat tamponu ortamında ve iki çözünme hızı metodu uygulanarak karşılaştırılmıştır. Ürünün stabil olduğunu ve alt dozların benzerliğini göstermek için stabilite ve biyomuafiyet çalışmaları gerçekleştirilmiştir. In this thesis, the goal is to develop immediate release film coated tablet formulation including deferasirox as active ingredient having low solubility within the scope of quality by design (QbD) and to define design space and to optimize critical quality parameters using design of experiment tools. Critical quality attributes and process parameters were detected using risk evaluation strategy composed of three stages. Plackett-Burman design was established to define critical parameters on dissolution and powder flow attributes. Design space was established based on the specifications obtained from release profile of the reference product for binder concentration, disintegrant concentration and glidant concentration defined to be significant parameters by applying Box-Behnken design. The design space established for dissolution was confirmed with validation studies. The optimum concentrations of binder, disintegrant and glidant within the design space were obtained by targeting release profile of the reference product. Release profiles of reference product and optimized formulation were compared at pH 8.0 borate buffer medium by applying two dissolution methods. Stability and biowaiver studies were conducted to ensure the stability of the product and similarity for lower strengths.

YÖK Tez No: 650373 Ülkemiz petrol kaynaklarının sınırlı olduğu düşünülerek, herhangi bir kaynaktan elde edilen sentez gazını kullanabilecek çok kanallı bir Fischer-Tropsch reaktörünün tasarlanması için gerekli bilgi birikimi oluşturmak için tek kanallı hidrodinamik ve reaksiyon çalışmaları yapılmıştır. Taylor akış şartlarını veren parametreler ortaya çıkarılmış, sıvı içerisindeki akış alanı parçacık hız görüntüleme ile incelenmiştir. Hidrodinamik çalışmalar sonucunda, kabarcık ve sıvı slug boy ve hızlarını veren deneysel eşitlikler türetilmiştir. Hidrodinamik çalışmalarda kanal çapı 1 mm iken verilen şartlarda sıvı içerisinde karışmanın olmadığı, besleme şeklinin sıvı karışmasında etkili olmadığı görülmüş, sıvı akış alanının kabarcık, sıvı slugların boy ve hızlarına ve kanal çapı tarafından dikte edildiği görüşüne varılmıştır. Bundan dolayı 1 mm'den daha büyük kanal çapı kullanılması ve beslemenin sıvısız, sadece gaz olarak gerçekleştirilmesi önerilerek, 3mm çaplı kanalda (2,43 ml hacim) FT reaksiyon çalışmaları 3 alternatif besleme stratejisiyle çalışılmıştır. Bu 3 farklı strateji: Kararlı akış, akışın manipüle edilmediği alternatif akış ve akışın manipüle edildiği alternatif akış. Elde edilen bulgular, reaktör hidrodinamiğini manipüle etmeyen alternatif beslemenin, kararlı besleme durumu ile aynı ürünleri çıkardığını fakat verimin değiştiğini, akışın manipüle edilerek alternatifli beslendiğinde ise daha verimli prosesle daha çeşitli hidrokarbonların üretildiğini göstermiştir. Considering the limited oil sources of our country, to establish necassary knowledge to desing a Fischer Tropsch reactor of multi-channels that can utilize synthesis gas obtained from any source, single channel hydrodynamics and reaction studies were performed. The hydrodynamic studies were conducted in 3 channels having different feed designs(L,Y,T) with fluids of Hydrogen,Carbon Monoxide and n-Olefin. For all of the channels, the conditions forming Taylor Flow regime was depicted, empirical equations related to bubble and slug lenght and velocities were established. The mixing in liquid slugs were analyzed by Particle Image Velocimetry system, and it was found out that, for the given conditions the slug has laminar flow having no eddies. It was concluded that the vertex formation in the the slug was dictated by the bubble and slug length and velocities, and channel diameter, but feeding strategy had no effect. Since there was no observed vortex formation for the given conditions, the FT reaction studies were carried out in a 3mm channel (2,43 ml volume). The reactions were conducted by 3 different strategies: Steady flow, time interrupted flow where the flow is not manipulated, and time interrupted flow where the flow is manipulated. The results showed that the steady flow and time interrupted flow where the flow is not manipulated produced same products but with different yields, whereas the time interrupted flow where the flow is manipulated, produced more variety of hydrocarbons and with higher yield.

Anadolu Üniversitesi ve Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi tarafından ortak yürütülen program. Bu çalışmada, biyokütle hammaddeleri olarak nar posası, kestane kabuğu, yonca sapları ve su kamışı seçilmiş, polivinilklorür (PVC) ve ömrünü tamamlamış lastik (ÖTL) ile belirli oranda (1:1, ağırlıkça) karıştırılarak piroliz işlemine tabi tutulmuştur. Piroliz işlemi, termogravimetrik analiz (TGA) yöntemiyle oda sıcaklığından 1000°C’ye kadar 10°C/dk ısıtma hızında ve 100 cm3/dk azot akışı altında gerçekleştirilmiştir. Piroliz deneyleri tamamlandıktan sonra, TGA’dan elde edilen veriler yardımıyla piroliz işlemine ait kinetik ifadeler türetilmiş, karışımların bozunma sıcaklıkları ve termal davranışları belirlenmiştir. TGA’da gerçekleştirilen birlikte piroliz işlemi sonrasında aynı hammaddeler sabit yataklı borusal reaktörde sıvı ürün elde etmek amacıyla oda sıcaklığından, 550°C sıcaklığa kadar 100 cm3/dk azot atmosferi altında ısıtılarak bozundurulmuşlardır. Piroliz işlemi sonucunda elde edilen ürünler FT-IR, elementel analiz ve GC-MS yöntemleri uygulanarak karakterize edilmiştir. Yapılan çalışmada, biyokütle ve plastik hammaddelerinin piroliz işlemine tabi tutularak çevreye dost, yakıt ve kimyasallara dönüştürülebileceği belirlenmiştir In this study, pomegranate pomace, chestnut shell, clover stalk and cane were selected as biomass raw materials and pyrolysed by mixing with polyvinylchloride (PVC) and waste tire (WT) in a certain ratio (1:1, weight). Pyrolysis process was carried out by thermogravimetric analysis (TGA) at a heating rate of 10°C/min from room temperature to 1000°C and under a nitrogen flow of 100 cm3/min. After the pyrolysis experiments, kinetic expressions of pyrolysis process were derived by using data obtained from TGA, decomposition temperatures and thermal behavior of the mixtures were also determined. The same raw materials were decomposed by heating under nitrogen atmosphere with a flow rate of 100 cm3/min from room temperature to 550°C in order to obtain liquid product in a fixed bed tubular reactor. The products obtained as a result of pyrolysis process were characterized by FT-IR, elemental analysis and GC-MS methods. In the study, it is determined that biomass and plastic raw materials can be converted to environmentally friendly, fuel and chemicals by pyrolysis process.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 108-120), Text in English; Abstract: Turkish and English, Silica nanoparticles (SNPs) which can be synthesized with high surface area, controllable morphology and desired particle size have gained significant interests in high-end applications such as catalysis, chemical sensors, cosmetics and drug delivery applications. The sol-gel technique is the most commonly applied method for manufacturing these particles owing to its simplicity and suitability for allowing surface modifications to the final product. Though monodisperse amorphous SNPs have been studied extensively, how their formation proceeds through nucleation and growth is still a topic of debate. Over the years, a number of mathematical models have been suggested for the nucleation and growth of SNPs; some suggesting that silica growth occurred through monomer addition while some arguing that aggregation of nuclei/subparticles were the dominant mechanism. Nevertheless, a clear understanding of the nucleation and growth sub-processes is extremely important in control on the size and shape of SNPs for those industrial applications which demand specific morphology and surface properties. The need for a simple, robust and generalized model, both conceptually and mathematically, to understand formation and growth of Stöber silica particles has been the main driving force for this thesis. In this study, silica synthesis was carried out under a wide variety of experimental conditions while determining the size distributions of the formed particles kinetically during different stages of the synthesis in-situ through SEM analysis using an image analysis software. The outcome of the extensive synthesis work was to obtain a clear understanding of how the formation and growth of the silica particles proceed during synthesis. This conceptual understanding of the nucleation and growth processes was then translated into a mathematical model to predict the size of the particles as a function of synthesis time., Yüksek yüzey alanları, ayarlanabilir morfolojileri ve istenilen boyutlarda üretilebilmeleri nedeniyle, silika nanotaneler katalizörler, sensörler, kozmetik ürünler ve ilaç taşıyıcılar gibi pek çok yüksek teknoloji uygulamalarında dikkate değer bir ilgi görmektedir. Soljel tekniği, bu tanelerin üretiminde, kolay uygulanabilirliği ve sonuç ürünün niteliklerinin modifikasyonuna olanak vermesi nedeniyle en yaygın kullanılan yöntemdir. Her ne kadar amorf silika taneler sıklıkla çalışılsa da, tanelerin oluşumlarının çekirdeklenme ve büyüme prosesleri ile nasıl ilerlediği sentezin kontrolü ve tekrarlanabilirliği açısından hala bir tartışma konusudur. Yıllar boyunca, sol-jel silika tanelerin çekirdeklenme ve büyüme prosesleri için bir takım matematiksel modeller önerilmiş; kimi silika büyümesinin monomer ilavesi ile olduğunu öne sürmüş kimisi de çekirdek/alt parçacıkların agregasyonun dominant mekanizma olduğunu tartışmıştır. Yine de, çekirdeklenme ve büyüme alt proseslerinin açık bir şekilde anlaşılması, spesifik morfoloji ve yüzey özellikleri gerektiren endüstriyel uygulamalar için silika tanelerin boyut ve morfoloji kontrolü açısıdan son derece önemlidir. Stöber silika tanelerin oluşum ve büyüme mekanizmalarının anlaşılması için konsept ve matematik olarak, basit, sağlam ve genel bir modele olan gereksinim bu tezin temel itici gücüdür. Bu çalışmada, silika sentezi geniş deneysel koşulları altında uygulanmış, oluşan tanelerin boyut dağılımları kinetik olarak sentezin farklı basamaklarında, bir görüntü analiz programı kullanılarak SEM analizlerinden elde edilmiştir. Yoğun sentez çalışmalarının neticesi silika tanelerin sentez esnasında oluşum ve büyüme proseslerinin net bir şekilde anlaşılırlığının sağlanmasıdır. Çekirdeklenme ve büyüme proseslerinin konsept olarak anlaşılması ayrıca sentez zamanına karşı tanelerin boyutunun tahmin edilebilmesine olanak sağlayan bir matematiksel modele aktarılmıştır.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references ( leaves: 58-64), Text in English; Abstract: Turkish and English, The objective of this study was to develop a method to synthesize CaCO3 nanoparticles from a chemical precipitation reaction under ambient and high supersaturation conditions. Equimolar CaCl2 and Na2CO3 solutions were reacted in a tubular reactor at a constant rate. The particles growth inhibition was attempted by dispersing the reaction mixture in a continuously stirred Ca(OH)2 solution. This procedure separated the nucleation phase from the growth inhibition process, and was conducted without pH and composition control. The possibility of impeding the CaCO3 particles overgrowth was explored at different precipitants and Ca(OH)2 concentrations. Their effects on the particles morphology, colloidal stability and specific surface area were studied. Although rapidlysettling particles were produced at precipitants concentration of 100 mM, colloidally stable CaCO3 nanoparticles were obtained at concentrations ≤75 mM. Additive Ca2+ ions, provided by the Ca(OH)2 solutions, inhibited the crystals growth by adsorbing irreversibly on the growth sites. The synthesized particles were as much as 95% smaller than those obtained when pure H2O was used instead. Ca2+ ions concentration and amount of precipitated particles were observed to be important factors for monodispersity and high growth inhibition. Monodisperse and stable nanoparticles were synthesized at low reactants concentration and/or precipitates volume. Vaterite phase was observed in the particles obtained when pure H2O was used as the growth-inhibiting solution. However, the presence of additive Ca2+ ions effected the crystallization of pure calcite, regardless of Ca(OH)2 or precipitants concentration, reaction mixtures retention time in the tubular reactor, volume of precipitates, and the growth-inhibiting solutions initial pH., Bu çalışmanın amacı, yüksek aşırı doyma ve normal ortam koşullarındaki bir çöktürme reaksiyonundan, CaCO3 nanotaneciklerini üretmeye yönelik metod geliştirmekti. Eşdeğer molar CaCl2 ve Na2CO3 çözeltileri sabit hızla, tüp şeklinde bir reaktörde reaksiyona sokulmuştur. Yeni oluşan partiküllerin fazla büyümesini engellemek için, reaksiyon karışımı devamlı karıştırılan Ca(OH)2 çözeltisine dağıtılmıştır. Bu yöntem, çekirdeklenme basamağını, kristal büyümesini engelleme prosesinden ayırmıştır. Kimyasal bileşim ve pH ayarlanmadan tamamlanmıştır. Üretilen taneciklerin aşırı büyümesinin engelleme olasılığı, farklı Ca(OH)2 çözeltisi ve tepkenlerin konsantrasyonlarında incelenmiştir. Partiküllerin morfolojisi, koloidal stabilitesi ve özgül yüzey alanı üzerindeki etkiler araştırılmıştır. 100 mM tepken konsantrasyonunda, hızlıca çöken partiküller üretilmesine rağmen, ≤75 mM konsantrasyonlarında kararlı CaCO3 nanotanecikleri elde edilmiştir. Ca(OH)2 çözeltisinden sağlanan katkı Ca2+ iyonları, kristallerin yüzeyine geri dönülemez bir şekilde tutunarak aşırı büyümelerini engellemiştir. Sentezlenen tanecikler, Ca(OH)2 yerine saf H2O kullanıldığında elde edilenlerden %95’e kadar daha küçüktür. Partiküllerin fazla büyümesinin engellemesi ve homojen boyut dağılımında üretilmesinde, katkı Ca2+ iyon konsantrasyonu ve Ca(OH)2 çözeltisine giren çökeltinin miktarı önemli faktörlerdir. Homojen dağılımlı ve koloidal kararlı kalsit nanotanecikleri düşük çökelti hacmi ve tepkenler konsantrasyonunda üretilmiştir. Ca(OH)2 yerine saf H2O kullanıldığında, taneciklerde vaterit polimorfu elde edilmiştir. Ancak, Ca(OH)2 veya tepkenlerin konsantrasyonuna, reaksiyon karışımını reaktörde tutma süresine, Ca(OH)2 çözeltisinin başlangıç pH’ına ve çökelti hacmine bakmaksızın, katkı Ca2+ iyonlarının varlığı saf kalsit fazlarının kristallenmesine etki etmiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 40-50), Text in English; Abstract: Turkish and English, In this study, peptides with sequences and notations as KLELKLELKLEL (KLEL), KLDVKLDVKLDV (KLDV), KLDVKLDVKLKV (KLKV1), KLKVKLDVKLKV (KLKV2), KLKVKLKVKLKV (KLKV3) were synthesized using solid phase peptide synthesis (SPPS) method based on Fmoc chemistry. Reverse phase HPLC and MALDI-TOF mass spectroscopy characterization methods were used to assess the purity of the peptides. Three different synthesis procedures were tested, and it was found that employing DMF:DMSO at 1:1 ratio as a solvent increased purity of the resultant peptide. FTIR results indicated the presence of expected β-sheet secondary structure, as well as an interference band from TFA salts for all of the peptides. All the peptides formed hydrogels at pH 7.4 with 1 wt% concentration in deionized water (DIW). AFM results of these hydrogels indicated that KLKV1 and KLKV2 had fibrous morphology with a width of 5-20 nm and 7-18 nm respectively. KLDV and KLKV3 peptide hydrogels, on the other hand, exhibited globular structures, having sizes with 15-50 nm and 8-15 nm, respectively. Storage moduli (G’) of these hydrogels in DIW were obtained as ~860 ± 150 Pa, ~260 ± 60 Pa, ~210 ± 30 Pa and ~1850 ± 200 Pa for KLDV, KLKV1, KLKV2 and KLKV3 respectively. Of these peptides, only HCl salt of KLDV and KLKV1 peptides more readily formed hydrogels in PBS but at 1.5 wt% concentration. G’ values of these KLDV and KLKV1 hydrogels were determined as ~1810 ± 850 Pa and ~700 ± 230 Pa, respectively. Cell proliferation tests (CCK-8 assay) of KLDV and KLKV1 hydrogels were performed by using L929 mouse fibroblast cells. Empty wells (TCPS) were used as a control group. Cell proliferation was observed to be comparable for both select hydrogels and empty wells, suggesting possible applications of these hydrogels in tissue engineering., Bu çalışmada KLELKLELKLEL (KLEL), KLDVKLDVKLDV (KLDV), KLDVKLDVKLKV (KLKV1), KLKVKLDVKLKV (KLKV2), KLKVKLKVKLKV (KLKV3) dizinleri ve kısaltmalarına sahip peptidler, f-moc kimyası temelli katı faz peptid sentez yöntemi (SPPS) kullanılarak sentezlenmiştir. Peptidlerin saflığını değerlendirmek için ters faz HPLC ve MALDI-TOF kütle spektroskopisi karakterizasyon yöntemleri kullanılmıştır. 3 farklı sentez prosedürü test edilmiştir ve çözgen olarak 1:1 oranda DMF:DMSO kullanılmasının, elde edilen peptidin saflığını artırdığı bulunmuştur. FTIR sonuçları, tüm peptidler için beklenen β-sheet ikincil yapısıyla birlikte, TFA tuzlarından gelen girişim bandını göstermiştir. Bütün peptidler, ağırlıkça 1% derişim, pH 7.4 ve deiyonize su içerisinde hidrojel oluşturmuştur. Bu hidrojellerin AFM sonuçları, KLKV1 ve KLKV2’nin, sırasıyla 5-20 nm ve 7-18 nm genişlikte lifli morfolojiye sahip olduğunu göstermiştir. Diğer taraftan, KLDV ve KLKV3 peptid hidrojelleri, sırasıyla, 15-50 nm ve 8-15 nm boyutları arasında küresel yapılar sergilemiştir. Deiyonize suda hazırlanan bu hidrojellerin, saklama modülleri, KLDV, KLKV1, KLKV2 ve KLKV3 için, sırasıyla, ~860 ± 150 Pa, ~260 ± 60 Pa, ~210 ± 30 Pa ve ~1850 ± 200 Pa olarak elde edilmiştir. Bu peptidlerden, sadece KLDV ve KLKV1 peptidlerinin HCl tuzları, PBS içerisinde, ağırlıkça 1.5% derişimde hidrojel oluşturmuştur. Bu KLDV ve KLKV1 hidrojellerinin G’ değerleri, sırasıyla ~1810 ± 850 Pa ve ~700 ± 230 Pa olarak belirlenmiştir. KLDV ve KLKV1 hidrojellerinin hücre çoğalma testleri (CCK-8 analizi) L929 fare fibroblast hücreleri kullanılarak yapılmıştır. Boş kuyucuklar (TCPS) control grubu olarak kullanılmıştır. Her iki seçilmiş hidrojel ve boş kuyucuklar için hücre çoğalması karşılaştırabilir olarak gözlenmiş ve sonuç olarak bu hidrojellerin doku mühendisliğinde muhtemel uygulamaları olabileceğini önermektedir.

YÖK Tez No: 578959 Bu tez çalışmasında, bir yakıt hücresi türü olan anyon değişim membran yakıt hücresi uygulamaları için polielektrolit membranlar geliştirilmiştir. İmidazolyum fonksiyonlu PVA esaslı anyon değişim membranlar (ADM) hazırlamak için önce asetalizasyon reaksiyonu üzerinden imidazol fonksiyonlu PVAlar sentezlenmiş sonra kuaternizasyon reaksiyonları gerçekleştirilerek İmidazolyum fonksiyonlu PVA (PVA-Im) yapılar elde edilmiştir. Kompozit yapıda ADMler elde etmek üzere gözenekli polikarbonat(PK) kullanılarak imidazolyum fonksiyonlu PVA/PK kompozit membranları hazırlanmış ve karakterizasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Karşılaştırma yapılabilmesi için kuaternize amonyum fonksiyonlu PVA esaslı bileşik sentezlenmiştir. Sentezlenen yapı ile hem homojen (PVA-QAm) hem de PK ile kompozit yapılı (PVA-QAm/PK) ADM hazırlanmış ve karakterizasyon testleri gerçekleştirilmiştir. İmidazol ve imidazolyum fonksiyonlu PVA yapılarının başarılı bir şekilde sentezlenebildiği FTIR, 1H NMR, TG ve elementel analiz ile belirlenmiştir. Saf PVA-Im ile başarılı bir şekilde homojen membran hazırlanamamıştır. Bu nedenle PK ile kompozit membranlar hazırlanarak iyonik iletkenlik (empedans), su tutma kapasitesi, şişme oranı, iyon değişim kapasitesi, metanol geçirgenlik, hidrolitik ve oksidatif dayanım testleri ile termogravimetrik ve dinamik mekanik analizler gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirildiğinde, hazırlanan membranlar arasında imidazolyum fonksiyonlu PVA ile hazırlanan kompozit yapılı (PVA-Im/PK) ADMnin en yüksek iyonik iletkenlik ve alkali ortam dayanımı ve en düşük metanol geçirgenlik hızı ve su tutma kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar, imidazolyum grubunun alkali ortam kararlılığı ve iyon iletim özelliklerinin kuaternize amonyum grubuna göre daha üstün olduğu tespit edilmiştir. In this thesis study, polyelectrolyte membranes have been developed for anion exchange membrane fuel cell applications which is a fuel cell type. In order to prepare with imidazolium functionalized PVA-based anion exchange membranes(AEM) firstly, imidazole functionalized PVAs were synthesized via acetalization reaction then quaternization reactions were carried out and Imidazolium functionalized PVA (PVA-Im) structures were obtained. Imidazolium functionalized PVA/PK composite membranes were prepared by using porous polycarbonate (PK) in order to obtain composite AEMs and then characterization tests were performed. For comparison, quaternized ammonium functionalized PVA was synthesized. Both the homogenous (PVA-QAm) and the composite (PVA-QAm/PK) AEMs have been prepared with the synthesized structure and characterization tests have been carried out. The structure of the prepared membranes have been identified by FTIR, 1H NMR, TG and elemental analysis. The results showed that Imidazole and imidazolium functionalized PVA structures have been synthesized successfully. A pure homogeneous membrane could not be prepared with pure PVA-Im. For this reason, composite membranes were prepared with PK, ionic conductivity(impedance), water uptake capacity, swelling ratio, ion exchange capacity, methanol permeability, hydrolytic and oxidative strength tests and thermogravimetric and dynamic mechanical analyzes were performed. When the results were evaluated comparatively, it was determined that the composite AEM prepared with the use of imidazolium functionalized PVA(PVA-Im/PK) has the highest ionic conductivity and alkaline media resistance with the lowest methanol permeability rate and water uptake capacity among the prepared membranes. The results showed that the alkaline media stability and ion-conduction properties of the imidazolium group are superior to the quaternized ammonium group.

Gelişmekte olan ülkelerde endüstriyel üretimin çok yüksek olması, elektrik kullanımlarında ani artışlara sebep olmaktadır. Altyapının da yetersiz olmasıyla birlikte, bu ülkelerde gün içerisinde planlı veya plansız elektrik kesintileri olabilmektedir. Bu kesintiler sırasında en çok endüstri, konutlar ile ticari ve kamu hizmetleri etkilenmektedir. Konutlar ele alındığında, elektrik kesintileri hayatımızı her açıdan zorlaştırsa da en çok buzdolapları etkilenmektedir. Elektriğin kesilmesiyle birlikte buzdolabı iç kabininin sıcaklığı ortam sıcaklığına ulaşır ve bu durum gıdaların muhafazası için uygun değildir. Buzdolabındaki gıdaların belirli bir sıcaklıkta muhafaza edilmesi gerekmektedir; çünkü, 4 °C-60 °C arasındaki sıcaklıklarda bakteriler hızla üremektedir ve bu durum gıdaların bozulmasına sebep olmaktadır. Bu durum hem hastalıkların artmasına, hem de bozulan gıdaların çöpe atılmasıyla ciddi bir gıda israfına yol açmaktadır. Buzdolabının içindeki ısı depolanarak, elektrik kesintisi sırasında içinin bir süre daha soğuk kalması sağlanabilir; böylece, gıdalar da belirli bir süre daha muhafaza edilebilir. Bu amaçla buzdolaplarında termal enerji depolama yöntemlerinden yararlanılabilir.Termal enerji depolama 3 farklı yönteme göre uygulanabilir. İlk yöntem, duyulur ısı depolamadır ve malzemelerin spesifik ısı kapasitesine ve malzemenin sıcaklık değişimine bağlıdır. Spesifik ısı kapasitesi ve sıcaklık değişimi ne kadar yüksek olursa, depolanan duyulur ısı o kadar yüksek olur. Duyulur ısı depolama, katı ve sıvı depolama malzemeleri kullanılarak gerçekleştirilebilir. İkinci yöntem, gizli ısı ile depolama yöntemidir. Gizli ısı ile depolamada faz değiştiren malzemeler (PCM) kullanılır. Malzemeler sabit sıcaklıkta hal değiştirirken ortamdan ısı alırlar veya ortama ısı verirler; bu ısıya gizli ısı veya faz değiştirme entalpisi denir. Bir malzemenin gizli ısısı ne kadar yüksekse, termal enerji depolama kapasitesi o kadar yüksektir. Üçüncü yöntem olarak da termokimyasal enerji depolama uygulanmaktadır. Kimyasal reaksiyonlar sırasında bağların oluşumu ve kopması ile ısı depolama gerçekleşir. Bu reaksiyonların tersinir olması gerekir. Adsorpsiyon ve desorpsiyon reaksiyonlarıyla da ısı depolama gerçekleşir. Termokimyasal enerji depolama yönteminde ısı depolama kapasitesi çok yüksektir; fakat, gizli ısı depolama sistemine göre daha zor uygulanır. Kolay uygulanabilirliği ve yüksek ısı depolama kapasitesinden dolayı, buzdolaplarında gizli ısı depolama yöntemi tercih edilir; böylece, malzeme hal değiştirmeden önce ve sonra da sıcaklık değişiminden dolayı duyulur ısısından da faydalanılır.Gizli ısı depolama için kullanılan PCM'ler katı-katı faz değişimi, katı-sıvı faz değişimi, sıvı-gaz faz değişimi ve katı-gaz faz değişimi olmak üzere 4 grupta incelenir. Daha düşük hacim değişimi gerektirdiğinden genellikle katı-sıvı PCM'ler tercih edilir. Katı-sıvı PCM'ler; organik, inorganik ve ötektik olarak sınıflandırılır. Organik PCM'ler; parafinler, yağ asitleri, alkoller ve polietilen glikollerden oluşur. İnorganik PCM'ler; tuz hidratlarından, inorganik bileşiklerden ve metal alaşımlarından oluşur. Ötektik PCM'ler ise, birden fazla bileşenden oluşur, tek bir erime noktası ve tek bir donma noktasına sahiptir ve faz ayrışması göstermez. İçerdiği bileşenlere göre organik-organik, inorganik-inorganik veya organik-inorganik ötektik karışım olabilirler. Organik PCM'ler kimyasal ve termal olarak kararlıdır, korozif değildir ve aşırı soğuma (sıvı bir malzemenin kristallenmeyip sıcaklığının donma noktasınının altına düşmesi) göstermezler; faz değiştirme entalpileri ve termal iletkenlikleri düşüktür. Faz değişimi sırasında yüksek hacim değişimi gösterirler ve yanıcılardır. İnorganik PCM'lerin ise faz değiştirme entalpileri ve termal iletkenlikleri yüksektir, yanıcı değildir ve maliyetleri daha düşüktür. Ancak, koroziflerdir ve faz ayrışması ile aşırı soğuma gösterirler.Faz değiştiren malzemelerin termal enerji depolama amacıyla kullanılabilmesi için bazı termal, fiziksel, kinetik ve kimyasal özelliklere sahip olmaları gerekir. PCM'lerin erime sıcaklığı, uygulamanın yapılacağı sıcaklık aralığında olmalıdır. Birim hacimde yüksek gizli ısıya ek olarak, duyulur ısıdan da faydalanabilmek için spesifik ısı kapasitesinin de yüksek olması istenir. Termal iletkenlik arttıkça ısı transfer hızı artacağından, yüksek termal iletkenliğe sahip malzemeler tercih edilir. Termal kararlılıklarının yüksek olması önemlidir. Küçük hacim değişimi, düşük buhar basıncı, yüksek yoğunluk ve erime noktasının tek olması istenilen fiziksel özelliklerdendir. Faz değiştiren malzemenin çalışma sıcaklık aralığında donabilmesi için, hızlı çekirdekleşme ve hızlı kristalizasyon göstermesi ve aşırı soğuma göstermemesi önemlidir. Bu özelliklerin yanı sıra, faz değiştiren malzemelerin kimyasal açıdan kararlı olmaları gerekir. Donma/erime çevrimleri tersinir olmalıdır. Kullanılacakları yerdeki malzemelerle uyum göstermesi ve korozyona sebep olmaması beklenmektedir. Zehirli, yanıcı ve patlayıcı olmamalıdır. Ayrıca, ekonomik açıdan uygun ve kolay bulunabilir olmaları istenmektedir.-10 °C'den 190 °C'ye kadar istenilen sıcaklıkta erime noktasına sahip PCM bulunabilir; bu sayede PCM'ler ısıtma veya soğutma amacıyla çeşitli alanlarda uygulanabilir. Faz değiştiren malzemeler, binalarda ve güneş panellerinde enerji tasarrufunu artırmak ve çevre dostu binalar inşa etmek amacıyla kullanılmaktadır. Akıllı tekstillerde ve özellikle astronot kıyafetlerinde kullanımı yaygındır. Enerji tüketimini azaltmak amacıyla iklimlendirme sistemlerinde, fanlarda ve eşanjörlerde kullanılırlar. Organ, ilaç ve aşı nakli gibi durumlarda medikal malzemelerin soğuk ortamda muhafaza edilmesi amacıyla kullanılırlar. Elektronik sistemlerin belirli sıcaklıkların üstüne çıkmaması gereken durumlarda da soğutma amacıyla PCM'ler kullanılmaktadır. Bu uygulamalara ek olarak, enerji tüketimini ve karbondioksit emisyonlarını azaltmak, daha çevre dostu ürünler geliştirmek adına beyaz eşyalarda da faz değiştiren malzemelerin kullanılması amacıyla çalışmalar yapılmaktadır.Buzdolaplarında ise evaporatör, kompresör ve kondenser çevresinde; dondurucuda, taze gıda bölmesinde, sebzelikte ve sütlük bölmesinde kullanımı konusunda çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Yerleştirildiği uygulama yerine göre PCM sıcaklığı -25 °C ile +25 °C arasında olabilir. Buzdolabında PCM kullanımı ile enerji verilimliliği artırılabilir; buzdolabı kapağının açıldığı zamanlarda veya elektrik kesintisi sırasında gıdaların daha iyi şartlarda muhafaza edilmesi sağlanabilir.Bu çalışma gelişmekte olan ülkelerdeki elektrik kesintisi sırasında buzdolaplarındaki gıdaların daha uzun süre soğuk bir ortamda muhafaza edilebilmesi için PCM geliştirilmesi konusunda gerçekleştirilmiştir. Gıdaların raf ömrünü uzatarak, gıda israfının azaltılması amaçlanmaktadır. Öncelikle buzdolabının iç kabin sıcaklığı göz önünde bulundurularak, erime sıcaklığı +2 °C ile +8 °C arasında olan bir parafin PCM (tetradekan) seçilmiştir. Kimyasal kullanımını azaltmak ve daha düşük maliyetli bir PCM geliştirmek amacıyla, seçilen parafinin sulu emülsiyonlarının kullanımı araştırılmıştır. Faz değiştiren emülsiyonlar (PCE) hazırlanırken çeşitli yüzey aktif maddeler kullanılmıştır. Yüzey aktif maddeler suda, sulu bir çözeltide veya susuz ortamlarda çözündüklerinde yüzey gerilimini etkileyen (genellikle azaltan) maddelerdir. Hidrofobik (su sevmeyen) ve hidrofilik (su seven) kısımlardan oluşur. Yüzey aktif maddeler anyonik, katyonik, noniyonik ve amfoterik olmak üzere sınıflandırılır. Bu çalışmada noniyonik yüzey aktif maddeler (Tween 20, Tween 60, Tween 80, Span 20, Span 60 ve Span 80) ikili gruplar halinde kullanılmıştır. Seçilen yüzey aktif maddeler yağda su emülsiyonu için farklı konsantrasyonlarda (%3, 4 ve 5) eklenerek yüzey aktif maddelerin çeşidinin ve derşiminin emülsiyonun termal özelliklerine ve stabilitesine etkisi incelenmiştir. Emülsiyonun hazırlanmasında ultrasonik karıştırıcı kullanılmıştır. Karıştırma süresinin PCE'nin termal özelliklerine ve stabilitesine etkisini görmek için, farklı sürelerde ultrasonik karıştırma yapılmıştır. Ultrasonik karıştırma sırasında PCE'nin sıcaklığı, karıştırma süresi uzadıkça artmaktadır. PCE çevresine buz banyosu yerleştirilerek yapılan karıştırma sırasındaki sıcaklığın PCE üzerindeki etkisi incelenmiştir. Aşırı soğuma PCE'lerde sıkça görülmektedir. Aşırı soğumayı azaltmak amacıyla, daha yüksek erime noktasına sahip bir parafin türü olan mum, farklı oranlarda (%3, 5 ve 10) PCE'lere eklenerek buzdolabı çalışma sıcaklığına uygun formülasyon belirlenmiştir. Belirlenen formülasyondan 1 kg üretildikten sonra, PCE buzdolabına yerleştirilmiştir ve elektrik kesintisi buzdolabının fişi çekilerek simüle edilmiştir. Ayrıca, buzdolabına gıdaları simüle eden 9 adet birer kilogramlık paketler yerleştirilmiştir. Bu çalışmada geliştirilen PCE'nin performansı bu şekilde ölçülmüştür.Bu araştırma kapsamında yapılan çalışmaların sonuçları aşağıdaki gibi özetlenebilir:•Tüm PCE'lerde iki farklı erime noktası ve iki farklı erime gizli ısısı saptanmıştır. Bunun nedeni, mükemmel homojen bir karışım oluşturulamamasıdır.•Yüzey aktif madde çeşidi ve derişimi ile erime noktası ve erime gizli ısısı arasında bir ilişki saptanamamıştır.•Ultrasonik karıştırma sırasında buz banyosu kullanıldığında, sonikasyon süresi uzadıkça, su içindeki yağ damlacıklarının boyutu küçüldüğü için, aşırı soğumanın arttığı görülmüştür. Buz banyo kullanılmadığında, donma noktasının yükseldiği gözlemlenmiştir. Bunun nedeni karıştırma süresi uzadıkça PCE'nin sıcaklığının ve iç enerjisinin artmasıdır. Ayrıca, sonikasyon süresi uzadıkça birinci erime gizli ısısının azaldığı, ikinci erime gizli ısısının arttığı görülmüştür. Tüm PCE'lerin toplam ısı kapasitesi hesaplandığında 10 dakikalık sonikasyon süresinin uygun olduğuna karar verilmiştir.•Aşırı soğuma için farklı derişimlerde mum eklendiğinde, en iyi sonuç (yaklaşık 7 °C azalma) %10 mum ilavesi ile elde edilmiştir.•Buzdolabında donan PCE'nin eriyene kadar duyulur ısısından da yararlanılabileceği göz önünde bulundurularak, %10 mum içeren formülasyonun spesifik ısı kapasitesi ölçülmüştür ve sonuçlar beklenildiği gibi yüksek çıkmıştır.•PCE'nin donma noktası düşük olduğundan, termostat maksimum pozisyona getirilerek buzdolabı soğutulmuştur. Aluminyum paket içerisine doldurulan PCE buzdolabında sütlük bölmesinin altına yerleştirilmiştir. PCE'li ve PCE'siz iki durum için, buzdolabı kararlı hale geldikten sonra fişi çekilerek, rafların 10 °C'ye kaç saatte ulaştığı ölçülmüştür. PCE'nin buzdolabına yerleştirilmesiyle, alt rafta %11,4 ve orta rafta %19,86 oranında bir iyileşme görülmüştür. Üst raftaki iyileşme ise %0,65 olarak hesaplanmıştır. Her rafta 3 adet gıda paketi bulunmaktadır. Her raf için gıda paketlerinin 10 °C'ye ulaşma sürelerinin ortalaması alınmıştır. PCE entegrasyonu ile alt raftaki paketlerde %6,78, orta raftaki paketlerde %11,39 ve üst raftaki paketlerde %18,81 oranında iyileşme görülmüştür. Sütlük bölmesinde ise %47,12 oranında bir iyileşme sağlanmıştır. The fact that industrial production is very high in developing countries causes sudden increases in electricity usage. Due to the insufficient infrastructure, in these countries, there may be expected or unexpected power outages. During these power outages, mostly industry, residences and commercial and public services are affected.When residences are taken into consideration, power outages make our lives difficult in every way, however, mostly refrigerators are affected. During the power failure, the temperature of the interior cabinet of the refrigerator increases to ambient temperature which is not suitable for food storage. Food in the refrigerator must be kept at a certain temperature because bacteria grow rapidly at temperatures between 4 °C and 60 °C and this causes food spoilage. This situation leads to a serious waste of food and increases diseases. During the power outage, in order to keep the refrigerator cold as long as possible, the heat inside the refrigerator can be stored. For this purpose, thermal energy storage methods can be used in refrigerators.Thermal energy storage can be provided by three methods. The first method is sensible heat storage, which depends on the specific heat capacity of the materials and the temperature change of the material. Sensible heat storage increases as the specific heat capacity and temperature difference increases. Sensible heat can be stored by solid and liquid storage materials. The second method is latent heat storage. In case of latent heat storage, phase change materials (PCM) are used. When materials change phase at a constant temperature, they absorb heat from the environment or release heat to the environment. This heat is called latent heat or phase change enthalpy. The higher the latent heat of a material, the higher its thermal energy storage capacity. Thermochemical energy storage method is used as the third method. During chemical reactions, heat can be stored by the formation and breaking of the bonds. These chemical reactions must be reversible. Also, adsorption and desorption reactions can be used for thermochemical heat storage. Heat storage capacity is very high in thermochemical energy storage method, however, application of this method is more difficult than latent heat storage system. Due to its easy applicability and high heat storage capacity, the latent heat storage method is preferred in refrigerators. In addition, sensible heat storage capacity of the material can be benefited before and after the phase change.PCMs used for latent heat storage are categorized in 4 groups as solid-solid phase change, solid-liquid phase change, liquid-gas phase change and solid-gas phase change. Solid-liquid PCMs are generally preferred as they require lower volume changes. Solid-liquid PCMs are classified as organic, inorganic and eutectic. Organic PCMs are consisted of paraffins, fatty acids, alcohols and polyethylene glycols. Inorganic PCMs are composed of salt hydrates, inorganic compounds and metal alloys. The eutectic PCMs are comprise of more than one component. They have single melting point and single freezing point and do not show phase separation. These eutectic mixtures can be organic-organic, inorganic-inorganic or organic-inorganic according to the components they contain. Organic PCMs are chemically and thermally stable, non-corrosive and do not show supercooling (when a liquid material does not crystallize and its temperature decreases below its freezing point). Phase change enthalpy and thermal conductivity of organic PCMs are low. They show high volume changes during phase change. Also, they are flammable. Inorganic PCMs have high phase change enthalpy and high thermal conductivity. They are non-flammable and are cost-effective. Besides, they are corrosive and they show phase separation and supercooling.Phase change materials should have some specific properties such as thermal, physical, kinetical and chemical. The melting temperature of the PCMs should be within the temperature range of the application area. Besides, latent heat per unit volume and specific heat capacity should be high. As the thermal conductivity increases the heat transfer rate increases, therefore, materials with high thermal conductivity are preferred. PCMs should have high thermal and chemical stability. Small volume change, low vapor pressure, high density and having a melting point at operating temperature are physical properties which are desired. PCMs should have rapid nucleation and rapid crystallization in the working temperature range. The freezing/melting cycles must be completely reversible. PCMs should be compatible with containers and should not cause corrosion. PCMs must not be toxic, flammable and explosive. They are also required to be economically viable and easy to find.PCMs can be applied in various fields for heating or cooling purposes since there are lots of PCMs with melting temperatures between -10 °C to 190 °C. PCMs are used in buildings and solar panels to build environmentally friendly buildings and save energy. They are widely used in smart textiles and especially in astronaut clothes. They are used in air conditioning systems, fans and heat exchangers to increase energy efficiency. They are used for the preservation of medicines, vaccines and organs in cold conditions during their transportation. PCMs are also used in electronic systems for cooling. In addition to these applications, some studies are carried out by integrating PCMs into white appliances to reduce energy consumption and carbon dioxide emissions and develop more environmentally friendly products.In refrigerators, PCMs can be placed around evaporator, compressor and condenser or in freezer, fresh food compartment, crisper and chiller. The melting temperature of the PCM can be between -25 °C and + 25 °C depending on the application location. With the use of PCM in the refrigerator, the energy efficiency can be increased. Besides, during power failure or refrigerator door openings, food can be kept in better conditions.The aim of this study is developing a PCM in order to keep the food in the refrigerators in a cooler environment for a longer period during the power outage in developing countries. Thus, shelf life of food will be extended and food waste will be reduced. Firstly, paraffin PCM (tetradecane) was selected considering the internal cabinet temperature of the refrigerator (+ 2 °C to + 8 °C). Water emulsions of selected paraffin were studied to reduce chemical use and develop a lower cost PCM. Various surfactants were used in preparing phase change emulsions (PCE). Surfactants are materials that affect (usually reduce) surface tension when dissolved in water, an aqueous solution or in anhydrous media. Surfactants are consisted of hydrophobic (water hating) and hydrophilic (water loving) parts. The surfactants are categorized as anionic, cationic, nonionic and amphoteric. In this study, nonionic surfactants (Tween 20, Tween 60, Tween 80, Span 20, Span 60 ve Span 80) were used in binary groups. The selected surfactants were added at different concentrations (3, 4 and 5 wt%) to form oil-in-water emulsion so that the effect of the type and concentration of surfactants on the thermal properties and stability of the emulsion was investigated. An ultrasonicator was used to prepare the emulsion. Ultrasonic mixing was performed at different durations to see the effect of irradiation time on the thermal properties and stability of PCE. During ultrasonication, the temperature of PCE increases as the irradiation time increases. The effect of the temperature on the PCE was investigated by placing an ice bath around the PCE. Supercooling is one of the disadvantages of PCEs. In order to reduce supercooling, candle, which is a paraffin type with a higher melting point, was added to the PCEs in different concentrations (3, 5 and 10 wt%). After producing 1 kg of the formulation, the PCE was placed in the refrigerator and the power failure was simulated by pulling the plug of the refrigerator and performance of the PCE was measured. 9 packs were placed into the refrigerator to simulate food.The results of the studies conducted within the scope of this thesis can be summarized as follows:•All PCEs had two different melting points and two different latent heat of fusions as homogeneous mixture cannot be completely formed.•There was not any significant relationship between the type and concentration of the surfactant, and the melting point and latent heat of fusion.•When the ice bath was used during ultrasonication, supercooling increased as the irradiation time increased. Without using an ice bath, the freezing point increased since increase in irradiation time causes an increase in the temperature and internal energy of PCE. In addition, it has been seen that as the irradiation time increased, the first latent heat of fusion decreased and the second latent heat of fusion increased. The total heat capacity of all PCEs was calculated and 10 minutes sonication was found suitable for PCE preparation.•Addition of 10 wt% candle decreased supercooling almost 7 °C.•The specific heat capacity of the formulation containing 10 wt% candle was measured and the results were as high as expected.•Since the freezing point of the PCE was low, the refrigerator's thermostat was set to the maximum position to cool the refrigerator. PCE filled into an aluminum package was placed under the chiller. By placing PCE in the refrigerator, an improvement of 11.4% in the bottom shelf and 19.86% in the middle shelf was observed. The improvement in the top shelf was 0.65%. There are 3 food packs on each shelf. For each shelf, the average time of the food packs reaching 10 °C was taken. With PCE integration, improvement of 6.78% in the bottom shelf packs, 11.39% in the middle shelf and 18.81% in the top shelf were obtained. Moreover, an improvement of 47.12% was achieved in the chiller. 116

YÖK Tez No: 597234 Bu çalışmada biyopolimer esaslı ağ yapılı polimerler sentezlenmiş, karakterize edilmiş ve gübre salımında kullanımları incelenmiştir. Bu amaçla nişasta-poli(2-akrilamido-2-metil-1-propansülfonik asit)(p(AMPS)) iç içe geçmiş ağ yapılı polimerleri, karboksimetil selüloz esaslı ağ yapılı polimerler, nişasta-karboksimetil selüloz iç içe geçmiş ağ yapılı polimerler ve karboksimetil selüloz-p(AMPS) iç içe geçmiş ağ yapılı polimerler sentezlenmiştir. Denemelerde AMPS monomeri N,N-metilenbisakrilamid ile, karboksimetilselüloz ise sitrik asit ile çapraz bağlanmıştır. Denemelerde farklı nişasta besleme oranlarının ve ilave asit varlığının ürün özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ürünler FTIR spektrofotometresi, şişme deneyleri ve fonksiyonel grup miktarı analizleri ile karakterize edilmiş, gübre yükleme ve salım çalışmalarında ise gübre tayinleri UV-VIS spektrofotometresi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ürünlere üre ticari gübresi yüklenmiş ve salım özellikleri incelenmiştir. In this study, biopolymer based network polymers were synthesized, characterized and their uses in fertilizer release were investigated. For this purpose, starch-poly(2-acrylamido-2-methyl-1 propane sulphonic acid) (p(AMPS) interpenetrating networks, carboxymethyl cellulose based network polymers , starch-carboxymethyl cellulose interpenetrating networks and AMPS-carboxymethyl cellulose interpenetrating networks were synthesized. In experiments, AMPS monomer and carboxymethyl cellulose polymer was crosslinked by using N,N-methylene bisacrylamide and citric acid, respectively. In each group experiments, the effect of starch amounts in feed compositions onto product properties was investigated. The products were caharacterized by FTIR spectrophotometry and also determination of fertilizer in loading and releasing studies was carried out by using UV/VIS spectrophotometer. Commercial urea fertilizers were loaded into products obtained and release properties were investigated.

YÖK Tez No: 564958 Gelişen teknoloji ve artan sanayileşme ile birlikte, ülkemizde ve dünyada fonksiyonel malzeme bulma arayışında bor elementi büyük önem arz eden vazgeçilmez kaynakların başında gelmektedir. İçinde bulunduğumuz çağ, insan sağlığına zarar vermeyen, aynı zamanda herhangi bir tehlike anında koruma görevi gören veya yapısı gereği olası tehlikeleri sınırlandırarak durumun kolaylıkla kontrol altına alınmasını sağlayabilen yangına dayanıklı malzemelere olan ihtiyacı açıkça göstermektedir. Alev geciktirici katkı maddesi olarak birçok farklı alanda oldukça geniş bir kullanım alanına sahip olan bor bileşiklerinden çinko borat bu ihtiyacı karşılayabilecek niteliktedir. Bu çalışmada, çöktürme yöntemi kullanılarak üretilen farklı formülasyonlara sahip çinko borat bileşiklerinin, otomotiv sektöründe son kat otomotiv boyası olarak kullanılan sentetik otomotiv boyasına ilavesinin, boyanın yanmazlık özelliği üzerindeki etkilerinin gerekli deneysel yöntemler ile incelenmesi ve otomotiv boyasında alev geciktirici katkı maddesi olarak kullanılabilecek en uygun çinko borat formülasyonunun elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda çinko borat bileşikleri belirlenen Zn/Boraks Dekahidrat oranlarında, çöktürme yöntemi kullanılarak, oda sıcaklığında (22?) ve 1000 rpm'lik karıştırma hızında üretilmiş ve üretilen bileşiklerin karakterizasyonu için ICP-OES, FTIR, XRD, SEM ve TGA analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan FTIR, XRD ve SEM analizleri, üretilen çinko borat bileşiklerinin yapısal olarak standart çinko borat bileşikleri ile benzerlik göstermekte olduğunu kanıtlarken, ICP-OES ve TGA analizleri düşük %B2O3 oranına sahip, bozunmaya oldukça düşük sıcaklıklarda başlayan çinko borat bileşiklerinin oluştuğunu göstermiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, üretilen farklı Zn/Boraks Dekahidrat oranlarına sahip çinko borat bileşikleri, belirlenen miktarlarda sentetik otomotiv boyası ve çözücü karışımına ilave edilerek, farklı formülasyonlarda çinko borat içeren boya karışımları hazırlanmıştır. Hazırlanan boya karışımlarının yanmazlık ve yanmaya karşı dayanım özelliklerinin belirlenebilmesi için Yatay Yanmazlık ve LOI (Limiting Oxygen Index) testleri yapılmıştır. Bu testler, test edilen numunelerin sınırlayıcı alev geciktirici özelliğe sahip olduğunu göstermiştir. Yapılan çalışma; uygun sıcaklık ve yeterli karıştırma süresi sağlandığı takdirde, %B2O3 oranı ve termal dayanımı yüksek çinko borat bileşiklerinin daha etkin alev geciktirici özelliğe sahip olacağını göstermektedir. Homojen bir karışım sağlanarak boya içerisine katılacak en uygun çinko borat miktarının belirlenmesi, otomotiv boya sektöründe etkin olarak kullanılabilecek yüksek yanma dayanımına sahip katkı maddelerinin elde edilebilmesi için büyük önem arz etmektedir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen çalışma, önemli çıktıların elde edildiği bir basamak görevi görmektedir. With the developing technology and increasing industrialization, boron element is one of the indispensable sources in the search for functional material in our country and in the world. The era in which we are clearly shows the need for fire-resistant materials that do not harm human health and at the same time protect themselves in case of danger or limit the potential hazards by their nature. As a flame retardant additive, zinc borate, which is one of the boron compounds which has a wide usage area in many different areas, is able to meet this need. The aim of this study is to investigate the effects of zinc borate supplementation in which different formulations produced by the precipitation method, on the synthetic automotive paint's nonflammability with the necessary experimental methods and to obtain the most useful formulation which can be used as a fire retardant additives in the automotive paint. For this purpose, zinc borate compounds were produced at the determined Zn/Borax Decahydrate ratios by used the precipitation method at the 1000 rpm mixing speed and 22? room temperature and ICP-OES, FTIR, XRD, SEM and TGA analyzes were carried out for the characterization of the produced zinc borate compounds. The FTIR, XRD and SEM analyzes showed that the produced zinc borate compounds were similar in structure to the standard zinc borate compounds, whereas the ICP-OES and TGA analyzes showed that the produced zinc borate compounds had very low % B2O3 content and very low decompositon temperatures. In the second part of the study, the produced zinc borate compounds with different Zn/Borax Decahydrate ratios were added to the synthetic automotive paint and solvent mixture in the determined amounts and the new paint mixtures containing zinc borate in different formulations were prepared. Horizontal Flammability and LOI (Limiting Oxygen Index) tests were conducted in order to determine the fire and combustion resistance properties of the prepared paint mixtures. These tests showed that the samples tested had a limiting flame retardant property. The study show that; when appropriate temperature and adequate mixing time are provided, zinc borate compounds which have high B2O3% and thermal resistance will have more effective flame retardant properties. The determination of the most suitable zinc borate content to be incorporated into the paint by providing a homogeneous mixture is of great importance for obtaining additives with high burning resistance which can be used effectively in automotive paint sector. The study carried out in this direction served as a step in which significant outputs were obtained.

YÖK Tez No: 549302 Gıda, kozmetik, ilaç ve polimer endüstrilerinde yaygın olarak kullanılan karboksilik asitlerden biri olan propiyonik asit değerli bir ticari üründür. Bu denli yaygın kullanımı propiyonik asitin sulu çözeltilerden ve endüstriyel atık sulardan geri kazanımı gerekliliğini kaçınılmaz kılmıştır. Propiyonik asitin seyreltik sulu çözeltilerinden ayrılmasında farklı ayırma yöntemleri kullanılmakla birlikte reaktif ekstraksiyon da alternatif bir yöntem olarak geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Bu çalışmada, propiyonik asitin sulu çözeltilerinden reaktif ekstraksiyonu incelenmiştir. 1-hekzil-3-metil imidazolyum hekzaflorofosfat ([HMIM][PF6]) ve 1-hekzil-3-metil imidazolyum bis(triflorometilsülfonil)imid ([HMIM][Tf2N] iyonik sıvıları seyreltici, tributil fosfat (TBP) ise reaktan olarak kullanılmıştır. Farklı başlangıç asit konsantrasyonu (ağırlıkça %5, %7,5 ve %10), farklı başlangıç TBP konsantrasyonu (0; 1; 1,5; 2 ve 3 mol/L) ve su/organik faz oranının (0,5, 1 ve 1,5) ayırma etkinliği üzerine etkisi deneysel olarak belirlenmiştir. Deneysel sonuçlar değerlendirildiğinde başlangıç asit konsantrasyonun reaktif ekstraksiyon etkinliği üzerinde etkin bir parametre olmadığı sonucuna varılmıştır. Su/organik faz oranının artmasıyla birlikte dağılma katsayısı (d), yükleme (Z) ve ekstraksiyon etkinliği (%E) değerlerinin azaldığı gözlenmiştir. Başlangıç TBP konsantrasyonunun artmasıyla birlikte dağılma katsayısı (d) ve ekstraksiyon etkinliği (%E) değerleri artarken, yükleme (Z) değeri azalmaktadır. Reaktif ekstraksiyon sistemini optimize etmek amacıyla Merkezi Kompozit ve Box-Behnken Tasarım yöntemleri uygulanmıştır. Model denklemlerden her iki iyonik sıvı içinde başlangıç TBP konsantrasyonun (X2) ekstraksiyon etkinliği üzerinde en etkili parametre olduğu belirlenmiştir. Propionic acid, one of the widely used carboxylic acids in food, cosmetic, pharmaceutical and polymer industries, is a valuable commercial product. Such a common use, the recovery of propionic acid from aqueous solutions and industrial waste waters had made inevitable. Among many different methods reactive extraction is used to be alternative technique to the recovery of propionic acid from its aqueous solutions. In this study, reactive extraction of propionic acid from aqueous solutions was investigated. 1-Hexyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([HMIM][PF6]) and 1-Hexyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide ([HMIM][Tf2N]) were used as diluents, tributyl phosphate (TBP) was used as a reactant. The effect of different initial acid concentration (5%, 7.5%, and 10% w/w), initial TBP concentration (0; 1; 1.5; 2; and 3 mol / L), and water/organic phase ratio (0.5; 1; and 1.5) on the separation efficiency was determined experimentally. From the experimental results, it was concluded that the initial acid concentration was not a significant parameter on the extraction efficiency. As the water / organic phase ratio increased, distribution coefficient (d), loading (Z) and extraction efficiency (%E) values decreased. As the concentration of TBP increased in the ionic liquid, the distribution coefficient (d) and the extraction efficiency (% E) values increase, while the loading value (Z) decreased. Central Composite and Box-Behnken Design methods were applied to optimize the reactive extraction systems. It was determined from the model equations that the most effective parameter on the extraction efficiency was initial TBP concentration (X2) for each ionic liquids.

Günümüzde teknolojinin gelişmesi, sanayileşmenin ve nüfusun artması ile enerjiye duyulan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Isı ve elektrik enerjisi en çok ihtiyaç duyulan enerji türlerindendir. Bu enerji ihtiyacını karşılamada kullanılan başlıca yöntem katı yakıtların yakılmasıdır. Dünyanın her yerinde kömür, biyokütle, atık, arıtma çamuru gibi farklı katı yakıt türleri yakma sistemlerinde ayrı ayrı ya da birbirleriyle karıştırılarak kullanılmaktadır.Yakıtların fiziksel ve kimyasal özellikleri çok farklılıklar gösterir. Nem içeriği, karbon içeriği, yapısındaki inorganik maddeler, kül oluşturma miktarları gibi özellikleri birbirlerinden farklıdır ve bu farklılıklar yanma reaktivitesini etkiler. Bu yüzden katı yakıtların yanma reaktiviteleri de çeşitlilik gösterir.Reaktivite, yakma sistemlerinde yakıtın yakılması sırasında dikkat edilmesi gereken parametrelerin başında yer alır. Çünkü bir yakıtın reaktivitesi ısı salınımını, yanma süresini dolayısıyla kazanda kalma süresini ve yapılması gereken yakıt takviyesi gibi parametreleri etkiler.Literatürde yakıtların reaktivitelerini inceleyen birbirinden farklı yaklaşımlar mevcuttur ve belirli bir katı yakıt türünün reaktivitesi hesaplanmak istenildiğinde hangi yaklaşımın seçilmesi gerektiğini belirten çalışmalara rastlanmamaktadır. Bu çalışmada çeşitli katı yakıt türlerinin hangi reaktivite hesaplama yöntemine daha iyi cevap verdiğinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı katı yakıtların yanma özelliklerini inceleyen 9 farklı deneysel çalışmanın değerleri kullanılmıştır. Çalışmaların TGA, DTA, DTG ve DSC grafiklerinden (dw/dt)%5, T%5, t%5, (dw/dt)w-ort, Tw-ort, tw-ort, (dw/dt)x-%5, Tx-%5, tx-%5, TH-max, Hmax, T∆T- max, ∆Tmax, Ti, Tb, (dw/dt)max, Tmax, EA, değerleri ve Di, Db, Dw, S, R, Rm, Rc, X-Tb hesaplamaları için gerekli diğer parametreler de bulunup hesaplamalar yapılmıştır. Bunların yanı sıra, her numune için reaktivite ve dönüşüm grafikleri oluşturulmuştur. Öncelikle her deney prosesinin kendi içinde reaktivite karşılaştırılmaları yapılmıştır. Bu deney setlerinde farklı yaklaşımlarla hesaplanan reaktivitelere göre en fazla yaklaşımda en büyük ve en küçük değerleri veren numuneler, reaktifliği en yüksek ve reaktifliği en düşük olarak belirlenmiştir. Sonrasında bu değerler diğer deney setleriyle karşılaştırılmış ve genel sonuçlara varılmıştır.Yapılan hesaplamalar sonucunda katı yakıtların çeşitli yaklaşımlar ile hesaplanan yanma reaktivitelerinin farklılıklar yaratabileceği belirlenmiştir. Bir katı yakıtın, belirli bir reaktivite hesabına göre yüksek reaktif özellik gösterirken farklı bir hesaplama yönteminde diğer yakıtlara göre daha az reaktif olduğu görülmüştür. Bu durum, herhangi bir yakıt için her tür reaktivite hesaplama yönteminin güvenle kullanılamayacağı sonucunu çıkarmamıza yardımcı olmuştur. Genel olarak (dw/dt)max parametresinin; Ti, Tmax veya Tb gibi parametrelere göre daha güvenilir bir hesaplama yöntemi olduğu belirlenmiştir. Ayrıca (dw/dt)max parametresinden sonra linyit ve biyokütle türlerinde Di, Db, Dw, S, R ve Rc göstergelerinin de (dw/dt)max ile uyum içinde olduğu, ancak Rm göstergesinin hesaplamalarda sapma gösterdiği gözlemlenmiştir Despite the current technological and scientific developments, about 1.2 billion people suffer from a lack of modern energy supply service that can be attributed to industrialization and population growth. Energy poverty has a serious impact on people's lives and welfare, and the world has to face this problem more rigorously than ever before. Heat and electric energy are the most essential energy types. A great deal of energy is generated based on solid fuels. In addition to coal that is the most preferred solid fuel in most countries, the use of biomass, animal or industrial waste from alternative energy sources is increasing day by day.Coal can be defined as flammable, black or brownish-black sedimentary rock composed of both organic and inorganic materials. Besides, biomass is divided into two main categories: woody and herbaceous biomass. Woody biomass is primarily consisted of the wastes of wood processing industry, forestry products or urban wood waste remains, while the herbaceous biomass is mainly comprised of agricultural products and agricultural wastes.Nowadays, the reuse and recovery of waste sewage sludge instead of waste storage also becomes important due to environmental problems.Generally, these wastes are burned to volume reduce, balance, remove pathogenic microorganisms and obtain energy. The waste can be used as fuel when it has a high chemical energy content based on its (organic) flammable ratio and its moisture content.Refused-derived fuel (RDF) stems from municipal solid waste or industrial solid waste. RDF has a high calorific value associated with its organic fraction that contains plastic, paper, cardboard and as well as various biomass types. The variety as well as the amounts of solid fuels is increasing day by day. The increase in the variety of solid fuels used and the combined use of different fuels in combustion systems such as co-combustors create various difficulties.Combustion is a phenomenon that can be defined as the chemical reaction of the flammable substance with oxygen. As a result of the burning event heat releases, and based on this fact combustion is the most common method to convert the chemical potential energy of fuel into useful energy forms.However, burning of solid fuels is a complex event. The most acklowledged approach related to the burning mechanism includes initially heating and drying granules. The dried particles are pyrolyzed and the volatile material is removed from the solid matrix. Then, volatile matter combustion takes place where combustible volatiles burn through homogeneous burning in gas phase. Finally, the char that is the solid residue forming after removal of the volatiles is oxidixed through the surface oxidation, and this process is called as heterogeneous combustion stage. The sub-groups of these reactions also include the catalytic or inhibiting effects of inorganic components including the main inorganics (e.g., silica, alumina, iron, calcium) and trace metals. Homogeneous combustion occurs at lower temperatures compared to those of the heterogeneous combustion and accordingly it is a faster combustion. On the other hand, the heterogeneous combustion that is controlled by diffusion is quite slow, and consequently it determines the burning rate of the solid fuel.Solid fuels differ in terms of fixed carbon and moisture content, ash yield and ash properties, thermal properties, particle size and physical properties, sulfur and nitrogen ratios, and the volatile matter amounts. These structural differences affect the reactivity of the fuel combustion rate. Combustion reactivity is a result of the fuel structure. In general, reactivity measurements are made with the ratio of fixed carbon in the fuel to volatile matter, the maximum volatile efficiency, the devolatilization of the fuel, or the activation energy required for the pyrolysis and the oxidation of the char. The reactivity measured by the maximum volatile yield assumes that the volatile efficiency is a function of the temperature at which the fuel reacts. Volatility can be directly related to oxygen content or functional groups containing oxygen. Activation energies are highly important indicators of reactivity related to kinetic measurements. In general, low activation energies for volatility are associated with more reactive fuels. In this context, when volatile matter content is low, the reactivity is lower and burning of this fuel is more difficult.Likewise, the activation energy required for char oxidation is another significant indicatior of the reactivity, where the low activation energy indicates that the fuel is more reactive.Reactivity affects the values of many parameters relevant to the combustion of the solid fuels such as the ignition temperature of the fuel, heat release or burning time. For example; if the reactivity of the coal is higher, the heat release occurs faster.Therefore, reactivity also affects many parameters such as temperature, pressure or boiler design parameters that affect the operation of the boiler and the heat transfer mechanism. For example, in pulverized coal burning systems, the bed height is larger than the grate coal combustion systems.As scientific studies progress, a new approach to reactivity calculations is added every day. The calculations of this parameter, which must be taken into account in combustion systems, vary and they lead serious confusion in the determination of combustion conditions and in the proper selection of fuel.For these reasons, the aim of this study is to minimize these disturbances and determine which of the various solid fuel types respond better to any distinct reactivity calculation method. Therefore, the experimental results of 9 different combustion studies which examined the combustion properties of different solid fuels were used. The values of (dw/dt)%5, T%5, t%5, (dw/dt)w-ort, Tw-ort, tw-ort, (dw/dt)x-%5, Tx-%5, t x-%5, TH-max, Hmax, T∆T- max, ∆Tmax, Ti, Tb, (dw/dt)max, Tmax, EA and other values required for Di, Db, Dw, S, R, Rm, Rc, X-Tb calculations were determined from TGA, DTA, DSC, DTG curves of the mentioned combustion experiments. Here, some values were compared as direct reactivity measurements, while some values were used in the reactivity formulations and graphs. In addition, reactivity and mass conversion graphs were prepared for each sample.Firstly, the reactivity comparisons of each experimental set were carried out. According to the reactivities calculated with different approaches, the samples with the highest and lowest reactivity were determined from the samples with the highest and the lowest reactivity values. Then these values were compared with the other experimental sets and general conclusions were drawn.In conclusion, results showed that one of the important factors determining the combustion reactivity of a fuel is the volatile matter content of the fuel. The thermal pretreatment temperature is a factor that directly affects the combustion reactivity of the chars. As a result of lignocellulosic biomass torrefication that is pre- treatment process where in the inert environment and the temperature below 300 ° C, a significant increase in combustion reactivity has occurred. On the other hand, as a result of the carbonization process carried out at higher temperatures, a significant reduction in the combustion reactivity of the biochars was observed due to the significant losses in the volatile matter content of the biomass. It was determined that from the burning curves of biochars, (dw/dt)max values decreased and (Tmax) values increased slightly.On the other hand, lignite coal has a high content of mineral matter. After carbonization it produced high combustion reactivity chars. This is due to the fact that the inorganic components forming the mineral substance become more concentrated in the chars and show a catalytic effect in the combustion medium. The sewage sludge chars obtained by the carbonization of wastes containing a very high percentage of inorganic material showed higher combustion reactivity than untreated sludge. Also, the reduction of the grain size of the solid fuels resulted in significant increases in all reactivity indices. When using a mixture of pure oxygen or oxygen-enriched air instead of dry air in the combustion environment, a significant increase in the combustion reactivity of solid fuels has been determined.The reactivity parameter of (dw / dt)max is a more dominant parameter than parameters such as Ti, Tmax or Tb; also, reactivity indeces that are calculated with using (dw / dt)max parameter, this parameter was found to be highly determinant. In addition, it was determined that the Ti does not give reliable results every time.However, it is difficult to see significant difference when comparing the burning properties of similar structured samples. In this situation; it was seen in the comparison of combustion reactivity of woody biomass such as ash tree, hybrid poplar and rhododendron. The interpretation of which biomass has a higher combustion reactivity may vary depending on the reactivity indicator taken into account. The most reactive sample in terms of Di, Db, Dw, S, R, and Rc indicators is found as hybrid poplar, while the Rm indicator indicates that the rhododendron more reactive. A similar situation was observed in the comparison of the combustion reactivities of 12 different lignite coals.In the case of co-incineration of lignite and biomass or lignite and biochar, it was also determined that a number of unpredictable deviations occurred in the reactivity indicators. This can be explained by the fact that the components of the fuel mixture interact with each other to create synergistic or antagonistic effects.This study show that, as an alternative to parameters such as combustion rate, temperature, conversion rate and duration which are read from combustion curves, quantitative values that are calculated based on various reactivity indices can be used as reliable approach to compare the combustion reactivities of very wide range of solid fuels. 209

YÖK Tez No: 595002 Çağımızın getirdiği endüstriyelleşme ve beraberinde gelen enerji ihtiyacı, enerji kaynaklarından doğan atıkların da artmasına sebebiyet vermektedir. Bu sebeplerden atıkların doğru ve verimli yönetiminin yanı sıra, temiz enerji kaynaklarının geliştirilmesi ve yaygın kullanımı da önem arz etmeye başlamıştır. Temiz enerji kaynağı olarak düşünebileceğimiz yakıt hücreleri bu süreç içerisinde başvurulan enerji kaynaklarından biri olarak yerini almaktadır. Uygulama alanının da geniş bir yelpazeyi kapsıyor oluşu yakıt hücrelerinin tercih edilmesinde önemli bir etmendir. Bu çalışmanın amacı seçilen sekiz farklı çöktürme yöntemi) ile (solvatermal, hidrotermal, karbonat ile birlikte, hidroksit ile, hekzametilen tetra amin ile, okzalat ile, ultrases ile ve SPRT yöntemiyle elde edilen 16 (iki farklı sinterleme sıcaklığı seçilmiştir) örnek üzerinden en yüksek iyonik iletkenliği sağlayan yöntemin ve sinterlenme sıcaklığının belirlenmesidir. Bu özellikler belirlenirken TGA-DTA, XRD, SEM, EIS gibi analizlere başvurulmuş ve numunelerin yoğunluğuna bakılmıştır. The industrialization brought by our age and the energy needs coming from its cause an increase in the waste generated from energy resources. For these reasons, besides the correct and efficient management of waste, the development and widespread use of clean energy resources has become important. Fuel cells, which we can think of as a clean energy source, take their place as one of the sources of energy used in this process. The application area covers a wide range and it is an important factor in the choice of fuel cells. The aim of this study is to choose the most suitable method of analysis with eight different precipitation methods (solvothermal, hydrothermal, carbonate, with hydroxide, hexamethylene tetra amine, oxalate, with oxalate and by SPRT method 16 (two different sintering temperatures selected). The determination of the ionic conductivity and the sintering temperature were determined while TGA-DTA, XRD, SEM and EIS were used for the determination of these properties.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 46-48), Text in English; Abstract: Turkish and English, Nickel (Ni) and zinc (Zn) based organic frameworks were synthesized on the synthetic zeolite (5A and 13X), natural zeolite mineral clinoptilolite, -Alumina. Initially the zeolite surface was modified or seeded with metal organic framework (MOF). MOF-zeolite composite materials were characterized with XRD, SEM and ATR-IR to understand whether surface processes was achieved successfully or not. Additionally, band gap energies were evaluated to understand these composite materials were used as photocatalyst. Surface modification with APTES was not affect surface of the zeolites. In spite of that seeding created a layer on the surface of zeolite. Nickel based organic framework was coated onto the surface of modified 5A surface. Hydrothermal ZIF8 (ZIF8(1)) and solvothermal ZIF8 (ZIF8(2)) were synthesized successfully as MOF crystals. Besides ZIF8(2) was coated onto the surface of natural zeolite. Additionally, ZIF8/CuBTC sample were synthesized, seeded and coated onto the surface of natural zeolite. Band gap energies of the MOFs and composite materials were calculated with Tauc plot. Results showed that UV light can be used as light source for photocatalytic reactions of these photocatalysts. Also increasing photocatalyst amount increased dye degredation under UV light., Nikel ve çinko temelli organic ağ yapıları, zeolit 5A ve 13X, doğal zeolite ve alüminyum oksit’in yüzey işlemleri ve doğrudan sentez ve kaplama metotları ile yapılan metal organik ağ yapıları ile zeolitlerin oluşturduğu birleşik maddeler araştırılmıştır. Bu maddeler yüzey işlemlerinin başarılı olup olmadığını anlayabilmek için XRD, SEM ve ATR-IR ile analiz edilmiştir. Ayrıca bu birleşik maddelerin fotokatalizör olarak kullanılabileceği bant aralığı enerjileri incelenerek anlaşılmıştır. Yüzey modifikasyon işlemlerinden APTES isimli kimyasal ile yapılanın zeolite yüzeyine bir etkisi görülmemiştir. Buna karşın MOF kaplama işlemini kolaylaştırması için yapılan tutunma yüzeyi oluşturma işlemi başarı ile sonuçlanmıştır. Nikel temelli metal organic ağ yapısı yüzeyine modifikasyon işlemi uygulanmış zeolite 5A’nın yüzeyine başarı ile kaplanmıştır. ZIF8 isimli metal organic ağ yapısı iki farklı metot ile sentezlenmiş olup sentez sırasında çözücü olarak metil alkol kullanılan ürün ayrıca doğal zeolite üzerine de kaplanmıştır. Kaplama işlemi başarı ile gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, ZIF8 ve bakır içeren metal organic ağ yapısı kompozit ürün olarak sentezlenmiş olup, bu ürün doğal zeolitin üzerine de sentezlenmiştir. Bu fotokatalizörlerin bant aralığı enerjileri incelenmiş olup UV ışık kaynağı ile fotokataliz reaksiyonlarının gerçekleştirilebileceği görülmüştür. Ayrıca yapılan UV ışığı kaynaklı deneyler sonucunda artan fotokatalizör miktarının solüsyondaki Rhodamine-B isimli boyayı bozundurduğu gözlemlenmiştir

YÖK Tez No: 578534 Fosil yakıtların hızla tükenmesi ve artan enerji ihtiyacı nedeniyle yakıt hücreleri son yıllarda üzerinde en çok araştırma yapılan alternatif enerji kaynakları içerisinde yer almaktadır. Farklı birçok yakıt hücresi türü arasında polimer elektrolit membran yakıt hücreleri (PEMYH), düşük çalışma sıcaklığı, yüksek verimlilikte enerji üretmesi ve gürültü probleminin olmaması gibi birçok avantajı nedeniyle akademik ve endüstriyel çevreler tarafından yoğun ilgi çekmektedir. Tez kapsamında, tabakalı kaplama yöntemiyle (LbL) çok tabakalı kompozit membranlar ve katalizör kaplı membranların (KKM) hazırlanması için öncelikle daldırma hızının hücre performansını doğrudan etkileyen proton iletkenlik (σ) ve metanol geçirgenlik özellikleri üzerindeki etkileri incelenerek optimum daldırma hızı belirlenmiştir. Takiben bu daldırma hızında dört farklı yöntemle KKM'lar hazırlanmış ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), UV-Vis spektroskopisi ve Kuartz Kristal Mikrobalans Dissipasyon (QCM-D) analizleri ile Nafion membran yüzeyine kaplanan ince filmlerin yapısal karakterizasyonunun yanı sıra PEMYH'de tek hücre performans testleri de gerçekleştirilmiştir. Farklı yöntemler ile hazırlanmış KKM'lardan oluşturulan membran-elektrot-yığınlarının (MEY) H2/hava beslemeli yakıt hücresi performans testleri sonucunda, Nafion®117 membrana göre %18 daha yüksek güç yoğunluğu değeri elde edilmiştir. Yakıt, katalizör ve membran arasındaki üç faz sınırının geliştiği Yöntem 4 ile diğer yöntemlere kıyasla daha üstün güç yoğunluğu değeri elde edilmiştir. Tez kapsamında ayrıca Nafion®112 membranı kullanılarak kompozit membranlar ve KKM'lar (yöntem 4'e göre) LbL tekniği ile hazırlanmış ve bu membranlardan oluşturulmuş MEY'lerin metanol/hava beslemeli doğrudan metanol yakıt hücresindeki (DMYH) performansları incelenmiştir. Nafion®112 esaslı MEY'na kıyasla LbL kompozit membran ve KKM esaslı MEY'larından oldukça umut verici hücre performansı değerleri elde edilmiştir. LbL kompozit membran esaslı MEY'larının tek hücre performansları 19,5 ve 22 mW/cm2 olarak, 10 çift tabaka poli (alilamin hidroklorür) (PAH) ve Pt içeren poli (vinil sülfonik asit) (PVS)'den hazırlanan KKM'dan oluşturulmuş MEY'nın güç yoğunluğu değeri ise 24 mW/cm2 olarak bulunmuştur. Elde edilen bu güç yoğunluğu değeri orijinal Nafion®112 esaslı MEY'na göre yaklaşık %65,5 daha yüksektir. İndüktif eşleşmeli plazma kütle spektroskopisi (ICP-MS) analizi ile Pt partiküllerinin 0,28 μg/cm2 oranında LbL çok tabakalı film içerisine yüklendiği tespit edilmiştir. Performans değerlendirme analizlerinden elde edilen sonuçlara göre, DMYH uygulamalarında üstün proton iletkenliği özelliğinin yanı sıra gelişmiş metanol bariyer özelliği ile LbL yöntemiyle hazırlanmış ince KKM'ların kalın membranlar yerine kullanımının çok daha uygun olacağı belirlenmiştir. Kompozit membranlar ve KKM'ların hazırlanması için ticari polielektrolitlerin tez çalışmalarında kullanımının yanı sıra elektronik iletkenlik özelliğine ve konjuge bağlara sahip yeni tip polielektrolitler sentezlenmesi ve yakıt hücresi uygulamalarındaki performans özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, iletken polimerler alanında önemli bir yere sahip olan Polianilin (PANi) öncelikle modifiye edilerek suda çözünür sülfone Polianilin (sPANi) yapısına çevrilmiş ve takiben alternatif anyonik polielektrolit olarak tez çalışmalarında kullanılmıştır. Nafion membranın her iki yüzeyine çok tabakalı PANi bazlı filmlerin kaplanması UV-vis ve SEM analizleri ile incelenmiş ve başarılı bir şekilde kaplamanın gerçekleştiği görülmüştür. Asit katkılı LbL kompozit membran esaslı MEY'nın PEMYH performansı 10 ve 5 tabakalı ürünler için artan tabaka sayısı ile birlikte sırasıyla 160 mW/cm2'den 126 mW/cm2'ye düşmüştür. Daha düşük kaplama sayısı durumunda güç yoğunluğunda gözlenen iyileşme temel olarak, elektrolit üzerinden kolaylaştırılmış proton transferi ile açıklanabilmektedir. Ayrıca, katalizör içeren polielektrolit ile hazırlanan 10 tabakalı KKM esaslı MEY'nın hücre performansı, 720 mW/mgPt oranındaki Pt kullanımı durumunda 360 mW/cm2 olarak bulunmuştur. Elde edilen bu güç yoğunluğu değeri Nafion®117 esaslı MEY'na göre yaklaşık %82 oranında daha yüksektir. Farklı şekillerde yapılandırılmış MEY'ları için yapılan hücre performans değerlendirmelerine göre, kompozit membranlar yerine LbL KKM'ların kullanımının ve daha ince elektrolitlerin üretilmesinin, omik dirençte belirgin bir azalmaya neden olmasına bağlı olarak daha yüksek bir H2/hava hücre aktivitesine sebep olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, sPANi kullanımının, üç faz sınırını artırması nedeniyle hücre performansını geliştirdiği ve iletkenlik, ısıl kararlılık gibi üstün fizikokimyasal özelliklere yol açabildiği yapılan çalışmalar ile açık bir şekilde gözlenmiştir. Fosil yakıtların hızla tükenmesi ve artan enerji ihtiyacı nedeniyle yakıt hücreleri son yıllarda üzerinde en çok araştırma yapılan alternatif enerji kaynakları içerisinde yer almaktadır. Farklı birçok yakıt hücresi türü arasında polimer elektrolit membran yakıt hücreleri (PEMYH), düşük çalışma sıcaklığı, yüksek verimlilikte enerji üretmesi ve gürültü probleminin olmaması gibi birçok avantajı nedeniyle akademik ve endüstriyel çevreler tarafından yoğun ilgi çekmektedir. Tez kapsamında, tabakalı kaplama yöntemiyle (LbL) çok tabakalı kompozit membranlar ve katalizör kaplı membranların (KKM) hazırlanması için öncelikle daldırma hızının hücre performansını doğrudan etkileyen proton iletkenlik (σ) ve metanol geçirgenlik özellikleri üzerindeki etkileri incelenerek optimum daldırma hızı belirlenmiştir. Takiben bu daldırma hızında dört farklı yöntemle KKM'lar hazırlanmış ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), UV-Vis spektroskopisi ve Kuartz Kristal Mikrobalans Dissipasyon (QCM-D) analizleri ile Nafion membran yüzeyine kaplanan ince filmlerin yapısal karakterizasyonunun yanı sıra PEMYH'de tek hücre performans testleri de gerçekleştirilmiştir. Farklı yöntemler ile hazırlanmış KKM'lardan oluşturulan membran-elektrot-yığınlarının (MEY) H2/hava beslemeli yakıt hücresi performans testleri sonucunda, Nafion®117 membrana göre %18 daha yüksek güç yoğunluğu değeri elde edilmiştir. Yakıt, katalizör ve membran arasındaki üç faz sınırının geliştiği Yöntem 4 ile diğer yöntemlere kıyasla daha üstün güç yoğunluğu değeri elde edilmiştir. Tez kapsamında ayrıca Nafion®112 membranı kullanılarak kompozit membranlar ve KKM'lar (yöntem 4'e göre) LbL tekniği ile hazırlanmış ve bu membranlardan oluşturulmuş MEY'lerin metanol/hava beslemeli doğrudan metanol yakıt hücresindeki (DMYH) performansları incelenmiştir. Nafion®112 esaslı MEY'na kıyasla LbL kompozit membran ve KKM esaslı MEY'larından oldukça umut verici hücre performansı değerleri elde edilmiştir. LbL kompozit membran esaslı MEY'larının tek hücre performansları 19,5 ve 22 mW/cm2 olarak, 10 çift tabaka poli (alilamin hidroklorür) (PAH) ve Pt içeren poli (vinil sülfonik asit) (PVS)'den hazırlanan KKM'dan oluşturulmuş MEY'nın güç yoğunluğu değeri ise 24 mW/cm2 olarak bulunmuştur. Elde edilen bu güç yoğunluğu değeri orijinal Nafion®112 esaslı MEY'na göre yaklaşık %65,5 daha yüksektir. İndüktif eşleşmeli plazma kütle spektroskopisi (ICP-MS) analizi ile Pt partiküllerinin 0,28 μg/cm2 oranında LbL çok tabakalı film içerisine yüklendiği tespit edilmiştir. Performans değerlendirme analizlerinden elde edilen sonuçlara göre, DMYH uygulamalarında üstün proton iletkenliği özelliğinin yanı sıra gelişmiş metanol bariyer özelliği ile LbL yöntemiyle hazırlanmış ince KKM'ların kalın membranlar yerine kullanımının çok daha uygun olacağı belirlenmiştir. Kompozit membranlar ve KKM'ların hazırlanması için ticari polielektrolitlerin tez çalışmalarında kullanımının yanı sıra elektronik iletkenlik özelliğine ve konjuge bağlara sahip yeni tip polielektrolitler sentezlenmesi ve yakıt hücresi uygulamalarındaki performans özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, iletken polimerler alanında önemli bir yere sahip olan Polianilin (PANi) öncelikle modifiye edilerek suda çözünür sülfone Polianilin (sPANi) yapısına çevrilmiş ve takiben alternatif anyonik polielektrolit olarak tez çalışmalarında kullanılmıştır. Nafion membranın her iki yüzeyine çok tabakalı PANi bazlı filmlerin kaplanması UV-vis ve SEM analizleri ile incelenmiş ve başarılı bir şekilde kaplamanın gerçekleştiği görülmüştür. Asit katkılı LbL kompozit membran esaslı MEY'nın PEMYH performansı 10 ve 5 tabakalı ürünler için artan tabaka sayısı ile birlikte sırasıyla 160 mW/cm2'den 126 mW/cm2'ye düşmüştür. Daha düşük kaplama sayısı durumunda güç yoğunluğunda gözlenen iyileşme temel olarak, elektrolit üzerinden kolaylaştırılmış proton transferi ile açıklanabilmektedir. Ayrıca, katalizör içeren polielektrolit ile hazırlanan 10 tabakalı KKM esaslı MEY'nın hücre performansı, 720 mW/mgPt oranındaki Pt kullanımı durumunda 360 mW/cm2 olarak bulunmuştur. Elde edilen bu güç yoğunluğu değeri Nafion®117 esaslı MEY'na göre yaklaşık %82 oranında daha yüksektir. Farklı şekillerde yapılandırılmış MEY'ları için yapılan hücre performans değerlendirmelerine göre, kompozit membranlar yerine LbL KKM'ların kullanımının ve daha ince elektrolitlerin üretilmesinin, omik dirençte belirgin bir azalmaya neden olmasına bağlı olarak daha yüksek bir H2/hava hücre aktivitesine sebep olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, sPANi kullanımının, üç faz sınırını artırması nedeniyle hücre performansını geliştirdiği ve iletkenlik, ısıl kararlılık gibi üstün fizikokimyasal özelliklere yol açabildiği yapılan çalışmalar ile açık bir şekilde gözlenmiştir.