CO2 Adsorpsiyonu için Aminle Modifiye Edilmiş Çapraz Bağlı Polimerlerin Kullanılması

Abstract

Bu tez çalışması bir gaz karışımından CO2 yi gidermek için amin ile modifiye edilmiş hidrojellerin kullanılabilirliğnin incelenmesini kapsamaktadır. Bu kapsamda kimyasal yapılarında C=O-C, C=NH-C ve SO3H olan beş ayrı hidrojel sentezlenmiş ve bu hidrojellerin CO2 tutma kapasitelerini artırmak için yapılarına monoethanol amin (MEA) ve dietilentriamin (DETA) emdirilerek modifiye edilmişlerdir. Elde edilen sonuçlardan DETA ile modifiye edilmiş hidrojellerin MEA ile modifiye edilmiş olanlara göre daha fazla CO2 tutuğu, yapısında –NH grubu bulunan (C=NH-C) hidrojellerin CO2 tutmada daha iyi performans gösterdiği anlaşılmıştır. CO2'nin hidrojellere adsorplanması Langmuir izotermine uymuştur. Bu durum CO2 nin hidrojel yapısına tek tabaka oluşturacak şekilde tutunduğunu göstermektedir. Ancak, amin ile CO2 nin kimyasal reaksiyon verdiği göz önüne alındığında bu adsorpsiyon prosesinde adsorbent üzerinde bir adsorbate tabakası oluştuğundan söz etmenin uygun olmayacağıdır. Elde edilen sonjuçlardan en fazla CO2 tutma işlemini DETA ile modifiye edilmiş P(AMPSA) nın gösterdiği (113.64 mg CO2/g-adsorbent) ve genel olarak DETA ile modifiye edilmiş hidrojelere CO2 adsorpsiyonunda elde edilen düşük Lanmuir katsayısının (KL) bu hidrojelleerin daha düşük bir enerji harcayarak rejenere edilebileceğini göstermektedir.This thesis involves examining the usability of amine-modified hydrogels to remove CO2 from a gas mixture. In this context, five different hydrogels with C=O-C, C=NH-C and SO3H in their chemical structures were synthesized and they were modified by impregnating monoethanol amine (MEA) and diethylenetriamine (DETA) to increase the CO2 capture capacity of these hydrogels. From the results obtained, it was understood that hydrogels modified with DETA captured more CO2 than those modified with MEA, and hydrogels with –NH groups in their structure (C=NH-C) showed better performance in capturing CO2. The adsorption of CO2 to the hydrogels obeyed the Langmuir isotherm. This shows that CO2 adheres to the hydrogel structure to form a single layer. However, considering the chemical reaction between amine and CO2, it would not be appropriate to say that an adsorbate layer is formed on the adsorbent in this adsorption process. Among the results obtained, DETA-modified P(AMPSA) showed the highest CO2 capture (113.64 mg CO2/g-adsorbent) and in general, the low Langmuir coefficient (KL) obtained in CO2 adsorption to DETA-modified hydrogels indicates that these hydrogels have a lower regeneration energy consumption.