Tek Değerlik Seçici Katyon Değiştirici Membran Üretimi
Hazırlayan: Prof. Dr. Mustafa DEMİRCİOĞLU, Süer KÜRKLÜ, Dilek SEZGİN
Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü
Proje Özeti:
Karışımların ayrılması ve saflaştırılması Kimya Sanayiinin başlıca uğraşıları arasındadır. T
opluma ve sanayiye ihtiyaçlarına uygun nitelikte su sağlanması, sanayi atıklarından çevreye
zararlı bileşiklerin uzaklaştırılması ve değerli bileşiklerin geri kazanılması için etkin ayırma
süreçleri gereklidir. Seçici geçirgen membran kullanılan süreçler günümüzde hem yalın
olarak; hem de damıtma, çökeltme, iyon değiş-tokuşu gibi geleneksel ayırma süreçleri
ile birlikte tasarlanmaktadır.[1] Membran sürecinin ekonomik bir ömür sürdürebilmesi,
seçici geçirgenlik ve süzüntü akısı değerlerinin korunmasına bağlıdır. Katyon değiştirici
membranın ayırma başarımını tehdit eden en önemli unsur, çözeltide/suda çözünmüş
olarak bulunan kalsiyum (Ca2+), magnezyum (Mg2+) ve demir (Fe2+, Fe3+) iyonlarının
derişim düzeyleridir.[2][3] Bu iyonlar membran yüzeyinde çözünürlük çarpımlarından
daha yüksek derişimlerde bulunduklarında, çökelerek yüzeyin kaplanması (fouling/pore
blocking) ya da gözeneklerin tıkanması (scaling/pore plugging) ile performans kaybına
neden olurlar.[4] Membrandaki bu başarım kaybını önlemek için çok değerlikli katyonların
membran yüzeyinden uzak tutulması gereklidir. Gövdesi eksi yüklü olan katyon değiştirici
membran, Coulomb yasası uyarınca, yüksek yüklü katyonlara, düşük yüklü iyonlardan
daha çok ilgi gösterir.
Tek değerlikli katyonların çok değerlikli katyonlara göre seçiciliğini arttırmak için, membran
yüzeyindeki elektriksel yük dağılımının türünün ve şiddetinin değiştirilmesi gerekir.
Membran yüzeyinin kalınlık denetimli bir biçimde katyonik polielektrolitle kaplanması bir
çözüm yolu olarak öngörülmüştür. Ülkemizde herhangi bir türden membran üretimi yoktur.
Katyon değiştirici membran üretimi dünyada yaygın olmakla birlikte, tek değerlik seçici iyon
değiştirici [5][6] membran üreticilerinin sayısı oldukça sınırlıdır.