Search

Titania is one of the most preferable ceramic membrane materials of superior durability (as zirconia) when compared to that of other ceramics, e.g. alumina or silica. The surface charge of the membrane top layer is an important parameter of the separation performance of the multilayer ceramic membrane due to the Donnan exclusion mechanisms. In this study, the change of the surface charge of unsupported nano-structured titania top layer is investigated with calcination temperature variation. The effect observed indicates the possibility of preparation of tailor-made top layers for multilayer ceramic membranes. © 2019, University of Chemical Technology and Metallurgy.

The purpose of the research is to investigate the changes in microstructure and physicochemical characteristics, mainly surface charge (i.e. zeta potential) of zirconia membrane top layer during calcination. Zirconia is one of the most commonly preferred materials for ceramic membrane top layers due to its superior durability. The physicochemical properties of the top layer composed of submicron / nano particles is necessary not only for Donnan exclusion but also for dynamics of membrane fouling. In the present research the possibility of preparation of zirconia top layers with varying surface charge with changing calcination temperature was shown and a correlation between phase transformation and surface charge was determined.

Aim: The aim of this study was to investigate the interaction of a high viscosity glass ionomer cement (GIC) and a composite resin with caries affected dentin and to determine the remineralization levels. Materials and methods: In a split mouth design 24 GIC and composite resin atraumatic restorative treatment restorations were made in vivo and the teeth were collected after 2 years and subsequently sectioned and examined using Vickers microhardness test; the latter was performed starting from the dentin surface adjacent to the restoration. Repeated Measure ANOVA and Bonferroni statistical methods were used for data analysis. Results: The microhardness adjacent to the GIC restorative material resulted to be significantly higher. Conclusion: GIC resulted to be a better restorative material for the remineralization of caries affected dentin, though further studies are necessary for the corroboration of this finding. The GIC restored primary molar dentin had a higher level of remineralization and GIC could be the material of choice in pediatric dentistry.

Iron and nickel doped TiO2 thin films were prepared on glass slides by using sol-geland dip coating techniques. X-Ray Diffraction (XRD) analysis showed that there may be a 164solid state solubility limit of 2% on atomic basis and Fe/Ni oxide phases may be formed onthe TiO2 grain boundaries beyond this doping level. Diffuse Reflectance Spectroscopy (UVVISDRS) analysis showed that light absorption range of TiO2 was extended to visible lightregion by Fe and Ni doping. Visible light photocatalytic activities of the prepared films weredetermined by methylene blue degradation experiments. The highest activities were obtainedwith 5% Fe and 1% Ni monodoped TiO2 films as 22% and 28%, respectively. TiO2 films codopedwith 1-5% Fe-Ni were prepared in the light of these findings and the highest activity(34%) was achieved with 2% Fe-2% Ni co-doped TiO2 film. It was concluded that anoptimum nanophase structure and optical properties were achieved at this co-doping level., Cam lamlar üzerinde demir ve nikel katkılı titanyum dioksit (TiO2) ince filmleri sol-jel ve (dip coating) daldırmalı kaplama teknikleri kullanılarak hazırlanmıştır. X-ışını kırınımı (XRay Diffraction, XRD) analizleri Fe ve Ni için atomik bazda %2 civarında bir katı hal çözünürlüğünün olabileceğini ve bu katkı düzeyinin üstünde TiO2 parçacık ara yüzeylerinde bu elementlerin oksit fazlarının çökebileceğini göstermiştir. TiO2’in ışığı soğurma aralığının Fe ve Ni katkısı ile görünür ışık bölgesine genişletilebileceği UV-VIS DRS (Diffuse Reflectance Spectroscopy) çalışmaları ile belirlenmiştir. Hazırlanan filmlerin görünür ışık fotokatalitik aktiviteleri metilen mavisinin bozundurma çalışmaları ile saptanmıştır. En yüksek fotokatalitik aktiviteler %5 Fe ve %1 Ni tekil katkısı için sırası ile %22 ve %28 olarak bulunmuştur. Bu bulgular ışığında %1-5 aralığında Fe/Ni birlikte katkılı filmler hazırlanmış ve bu filmler arasında %2 Fe-%2 Ni içeren filmle en yüksek fotokatalitik aktivite (%34) elde edilmiştir. Çalışmanın bulguları bu birlikte katkı seviyesi ile optimum nanofaz yapısına ve optik özeliklere sahip TiO2 filmin hazırlandığını göstermiştir.

In this study, rare earth (RE) doped/undoped TiO2 powders were prepared by chemical precipitation/co-precipitation method and used in photocatalytic hydrogen production through artificial photosynthesis. Relatively high hydrogen production rates were obtained at low heat treatment temparatures due to the high surface areas. RE doped TiO2 powders heat treated at 700 oC produced more hydrogen per unit area due to their higher surface reactivity compared to all the other pure TiO2 powders. Properties of the doped powders like favorable anatase-rutile ratio and high light absorption capacity enhanced the photocatalytic activity by several folds by a relatively low RE doping level of 0.1%, Bu çalışmada nadir toprak elementi (NTE) katkılı/katkısız titanya (TiO2) tozları yapay fotosentezle fotokatalitik hidrojen eldesine yönelik uygulamalarda kullanılmak üzere kimyasal çöktürme/birlikte çöktürme yöntemi ile hazırlanmıştır. Düşük ısıl işlem sıcaklıklarında yüksek yüzey alanlarından dolayı yüksek hidrojen üretim miktarları elde edilmiştir. Yüzey aktivitesi bakımından ise 700 oC’de ısıl işlem görmüş katkılı tozların diğer tüm saf tozlara göre birim alan başına daha fazla hidrojen ürettiği saptanmıştır. NTE katkısı ile TiO2’in faz yapısında değişiklikler meydana getirilmiş, optimum anataz-rutil faz oranına sahip ve ışık soğurma kapasitesi yüksek bir nanoyapı elde edilmiştir. Katkıyla tozlarda oluşturulan bu özellikler görece düşük bir miktar olan % 0,1 katkı düzeyinde bile TiO2’in fotokatalitik aktivitesinin birkaç kat artmasını sağlamıştır

Hydroxyapatite (HAp) thin film coatings were prepared on bioinert glass slides by a particulate sol method and the effects of intermediate silk fibroin and silk sericin coatings on the HAp film formation and surface topography were examined. The films prepared with smaller crushed particle sols had a higher agglomeration tendency during the drying consolidation step of the thin film formation, and contained agglomerates larger in number and size, which was demonstrated experimentally and in accordance with the DLVO theory. In the thin films prepared on intermediate sericin and fibroin films the number and size of agglomerates were decisively reduced, forming homogeneous films of predominantly primary particles, especially for the larger particle size sols. The regular surface electrostatic potential arrangements of the β-sheet structures of the sericin and fibroin, and of hydroxyapatite crystals, gave rise to the coulombic attraction driven surface energy minimization, enhancing the hydroxyapatite thin film formation process. The positive degree of cooperativity in the hydroxyapatite particle deposition on the silk protein coatings was disrupted by the particle agglomeration tendency.

Proceedings of the 8th Conference and Exhibition of the European Ceramic Society; Istanbul; Turkey; 29 June 2003 through 3 July 2003, In this study preparation of fine alpha alumina powders derived from Bayer gibbsite was studied. Preparation of the alumina powders was performed by decomposition of the gibbsite into transition alumina phase followed by controlled transformation to the alpha phase. Gibbsite was thermally treated at 350°C and 900°C to obtain a transition form of alumina. The purpose of the heat treatment at 350°C was to increase the surface area of the gibbsite particles and obtain a loosely packed structure that may reduce the size of the rather coarse precursor gibbsite during the grinding step. Mechanical treatment (by using ultrasonic forces and impact forces) was utilized to increase the transformation rate to the alpha alumina in the transition phase matrix and influence the nucleation and growth rate of the solid -solid phase transformation. These powders were calcined at 1100, 1200 and 1450°C for 1 to 8 hours. Results indicated that transformation to the alpha phase was accomplished in the powders preheated at 900°C, ultrasonically treated or ground, and then calcined at 1200°C for 2 to 8 hours or at 1450°C for 2 hours. Ultrasonic treatment accelerated the transformation rate to the alpha phase at 1100°C in 2 hours. Powders that were calcined at 1100 to 1200°C for 1 hour had a significant kappa content together with the alpha phase. Additionally the powder prepared without mechanical treatment and calcined at 1100°C was mainly in the kappa phase.

Nanokristal seramikler, ileri seramiklerin gelecekteki uygulamalannda önemli etkileri olabilecek özgün kimyasal, fiziksel ve mekanik özelliklere sahiptir. Bu çalışmada, tItanyum; izopropoksit'ten titan seramikleri hazırlanması ve karakterizasyonu incelendi. Şekillendirilmiş yapılar 650-850 C aralığında hava ortamında sinterlendi. Sol-jel prosesi ve jellerin kontrollü kurutulması ile elde edilen seramiklerin yoğunluklan teorik yoğrunluğun %79-99' u olarak bulundu. Sollar, jeller ve çökertme yöntemleriyle hazırlanan tozlardan preslenen peletlerin sinterlerne işlemi öncesi ve sonrası yoğunlukları sırasıyla teorik yoğunluğun %40-52 ve %55-83' ü olarak bulundu., Nanocrystalline ceramics possess unique chemical, physical and meehanical properties which may have a significant impact on the future applications of advanced cemmies. The preparatiion and characterization of titania ceramics from titanium isopropoxide precursor was investigated in this work. Green bodies were air gintered in the 650-850°C range for the determination of the sintering behaviour. The sintered densities of the cerainics prepared by sol-gel processing and controlled drying of the gels were in the 79-99% of theoretical density. The green and sintered densities of the pellets prepared by uniaxial pressing of powders derived from sols, gels and precipitation were in the 40-52% and 55-83% respectively.

Proceedings of the 8th Conference and Exhibition of the European Ceramic Society, The preparation of calcium phosphate based powders through chemical precipitation in order to determine the optimum conditions for the preparation of stoichiometric, thermally stable hydroxyapatite (HA) powders was investigated in this work. The effects of parameters like pH, aging time, and heat treatment temperature on the phase structure and morphology of the powders were investigated by SEM and XRD.HA was prepared at a Ca/P ratio of 1.67. The precipitation pH had a profound influence on the morphology and crystallite size of the powders in the 4-11 pH range. Relatively large 5?m prismatic particles were obtained at low pH whereas the powders were formed from agglomerates of nano sized particles at high pH. Powders had a HA dominant phase structure above a pH of 8. Phase pure HA powders were obtained with close to theoretical yields at pH = 10 and 11. The crystallite sizes of the powders varied from about 30 nm at 90°C to 50-90 nm at 1250°C with the smallest crystallite sizes obtained for pH 10 and 11 powders at 1250°C. The crystallite size increased significantly with aging temperature.

Proceedings of the 8th Conference and Exhibition of the European Ceramic Society; Istanbul; Turkey; 29 June 2003 through 3 July 2003, The preparation, characterization and pure gas permeation of sol-gel derived alumina membranes were investigated in this work. The effects of acid concentration/type and water content on the particle size in the sols and pore size distributions of the unsupported membrane were investigated by N 2 adsorption/desorption isotherms and Dynamic Light Scattering. Increasing the H +/Al 3+ mole ratio from 0.1 to 0.25 caused the hydrodynamic sol particle size and BJH pore size to decrease from 65 to 30 nm and 3.6 to 2.9 nm, respectively. The pore size increased from 2.8 nm to 3 nm upon increasing the calcination temperature from 500 to 600°C. Unsupported membranes were heat treated in the 200 to 1200 °C range for the characterization of the phase structure. Pinhole and crack free alumina membranes about 3 μm (2-layer) in thickness was observed from the SEM pictures with insignificant infiltration. The CO 2 permeability through the double layer γ-Al 2O 3 membrane calcined at 600 °C was 2.25*10 -7 mol/m 2.s.Pa, and had a slight pressure dependence indicating Knudsen Diffusion and Laminar Flow being the effective transport mechanisms. Upon the calcination of a similar 2-layer alumina membrane at 500°C, the CO 2 permeability decreased to 1.51 *10 -8 mol/m 2.s.Pa. without pressure dependence.

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

The development of a better understanding of the low temperature nanophase evolution of high surface area titania (TiO2) based powders is essential for their use in photocatalytic applications. A series of rare earth (RE) element doped TiO2 powders were prepared by sol-gel processing. The effects of RE doping level, ionic size and heat treatment temperature on the nanophase structure evolution and the dopant ion location in TiO2 main matrix were investigated. Anatase was determined to be the main phase up to 900 °C at all doping levels for all REs. Anatase to rutile phase transformation was inhibited by RE doping. The inhibitory effect of REs increased with increasing ionic radius. Oxide phases of La, Nd, Pr, Sm were not present up to 5% and Nd4Ti9O24 phase was formed at 10% doping level at 800 °C. The formation of RE2Ti2O7 phases were determined for the REs with relatively lower ionic radii at 800 °C., Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK 10M739)

Su kıtlığı, dünyadaki tüm canlı türlerini tehdit eden küresel sorunlardan biridir. Su kıtlığının giderilmesi için çeşitli çözümler önerilmiştir. Bu çözümlerden biri evsel ve endüstriyel atık suların arıtılmasıdır. Evsel ve endüstriyel atık suların arıtılması ve yeniden kullanılması, su kıtlığının azaltılmasına önemli katkı sağlayacaktır. Atık suların arıtılması ve tuzlu sudan su eldesi için membran teknolojisi kullanılmaktadır. Bu amaçla genellikle polimerik membranlar kullanılmaktadır. Bununla birlikte, atık su arıtımındaki seramik membranların performansını değerlendirmek için çalışmalar yapılmaktadır.Bu tezin amacı, gıda endüstrisi atıksularının arıtılması için tübüler seramik membranların hazırlanmasıdır. Çalışmada tübüler Al2O3 destekleri, MF ve UF tabakası kaplı Al2O3 destekleri hazırlanmış ve bir gıda işlemesinin atık su arıtma tesisinin farklı aşamalarından elde edilen yağlı atık suların arıtılmasında kullanılmıştır. Atıksuların toplam askıda katı madde içeriği (AKM), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), renk, bulanıklık değerleri ve yağ içerikleri filtrasyon işlemlerinden önce ve sonra belirlenmiştir. Ayrıca filtrasyon işlemleri süresince belirli zaman aralıklarında alınan süzüntü örneklerinin, akı, AKM, bulanıklık ve renk değerleri de izlenmiştir.Filtrasyon deneyleri sırasında membranların temiz su akılarına kıyasla çok daha düşük süzüntü akıları gözlenmiştir. Genel olarak membrane geçiş basıncı arttığında süzüntü akısında azalma gözlenirken çapraz akış hızı arttığında süzüntü akısının arttığı gözlenmiştir. Düşük başlangıç süzüntü akıları membranların atık suda yağ ve lipidler tarafından hızlı bir şekilde tıkandığını göstermiştir. Filtrasyon işlemleri sırasında süzüntü akılarındaki azalma da tıkayıcı bir tabakanın oluşumuna işaret etmiştir. Genel olarak, tübüler seramik destekler ve MF membranları kullanılarak yapılan filtrasyon işleminde yağlı atık suyun TSS, COD, bulanıklık ve renk değerlerinde sırasıyla % 97-99, % 91-98, % 78-99 ve % 63-99 azalma gözlenmiştir. Tüm filtrasyon deneylerinde, toplanan süzüntü numunelerinde yağ tespit edilememiş ve atıksulardan yağın % 100 verimle uzaklaştırıldığı bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: seramik membran, gıda endüstrisi atık suları, yağ içeriği, filtrasyon, süzüntü Water scarcity is one of the global problems threatening all living species on Earth. Several solutions have been suggested for resolving the water scarcity. One of these solutions is the treatment of domestic and industrial wastewaters. Treatment and reuse of domestic and industrial wastewaters will significantly contribute to the prevention of the water scarcity. Membrane technology has been used for the treatment of wastewaters and water desalination. Membranes used are generally polymeric membranes. Studies however have been conducted to evaluate the performances of ceramic membranes in wastewater treatment.The goal of this thesis was to prepare tubular ceramic membranes for the treatment of food industry wastewaters. Tubular Al2O3 supports, MF and UF layer coated supports were prepared and used for the treatment of oil containing wastewaters obtained from the different stages in the wastewater treatment facility of the food processing plant. Total suspended solid content (TSS), chemical oxygen demand (COD), color, turbidity and oil content of the wastewaters were determined before and after filtration experiments. Permeate fluxes, TSS, turbidity and color of the permeate samples taken in certain time intervals were also monitored. Permeate fluxes much lower than clean water fluxes of the membrane were observed during the filtration of oily wastewater. In general, increasing cross flow velocity increased the permeate flux while the increase in transmembrane pressure decreased the flux. The lower initial permeate fluxes indicated the rapid membrane fouling by oil and lipids present in the wastewater. Decrease in the fluxes in the course of filtration also pointed out the formation of a fouling layer. Filtration experiments performed using tubular ceramic supports and MF membranes resulted in 97-99 %, 91-98 %, 78-99 % and 63-99 % reductions in TSS, COD, turbidity and color values of the oily wastewater, respectively. No oil could be detected in the permeate samples collected and oil removal efficiencies were found to be 100 % in all experiments.Keywords: ceramic membrane, food industry wastewaters, oil content, filtration, permeate 102

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Materials Science and Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 80-87), Text in English; Abstract: Turkish and English, The aim of this study is to develop electrocaloric (EC) materials for alternative eco-friendly cooling technologies. Considering the dielectric and piezoelectric properties of the (1-x)BaTiO3- xBi(Li1/3Ti2/3)O3 (0≤x≤0.2), this system was selected to study electrocaloric properties due to the presence of morphotropic phase boundary (MBP). The crystal structure of the samples that were synthesized by convential solid state reaction technique were determined by the X-Ray Diffraction experiments. The electrical properties of the ceramics were characterized by temperature-dependent dielectric measurements and the phase transition temperatures of the samples were identified. Temperature-dependent electrical polarization curves were measured for all compositions and electrocaloric temperature change values were calculated with the help of Maxwell equations. Using the dielectric measurements, a phase diagram was obtained. Strain-electric field measurements were done to complement dielectric and polarization measurements. A new antiferroelectric phase was discovered at high temperatures in the samples. As Bi(Li1/3Ti2/3)O3 content is increased, phase transition from the ferroelectric to antiferroelectric phase decreases. Since in the antiferroelectric phase the net polarization is very small, a large polarization change therefore large electrocaloric temperature change is obtained. Highest electrocaloric temperature change (ΔT=0.66 K under 22 kV/cm) is obtained for x=0.03 sample., Bu çalışmanın amacı, alternatif çevre dostu soğutma teknolojileri için elektrokalorik (EC) malzemeler geliştirmektir. (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3 (0≤x≤0.2) sisteminde, dielektrik ve piezoelektrik ölçümlere göre morfotropik faz sınırı bulunduğundan bu sistem elektrokalorik özellikleri çalışılmak için seçilmiştir. Geleneksel katı hal reaksiyon tekniği ile sentezlenen numunelerin kristal yapısı, X-Işını Kırınımı deneyleriyle belirlenmiştir. Seramiklerin elektriksel özellikleri sıcaklığa bağlı dielektrik ölçümleri ile karakterize edilmiştir ve örneklerin faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiştir. Sıcaklığa bağlı elektriksel kutuplanma eğrileri ölçülmüş ve Maxwell denklemlerinin yardımıyla elektrokalorik sıcaklık değişimi değerleri hesaplanmıştır. Dielektrik ölçümler kullanılarak bir faz diyagramı elde edilmiştir. Dielektrik ve polarizasyon ölçümlerini tamamlamak amacıyla gerinim-elektrik alan ölçümleri yapılmıştır. Örneklerde yüksek sıcaklıklarda yeni bir antiferroelektrik faz keşfedilmiştir. Artan Bi(Li1/3Ti2/3)O3 oranıyla ferroelektrik fazdan antiferroelektrik faza geçiş sıcaklığı düşmektedir. Antiferroelektrik fazdaki net polarizasyonun çok küçük olması nedeniyle ferroelektrik antiferroelektrik geçiş sıcaklığında yüksek bir polarizasyon değişimi dolayısıyla yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimi elde edilmiştir. En yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimi (22 kv/cm altında ΔT=0.66 K) x=0.03 örneğinde elde edilmiştir., TUBITAK (315M241) and IZTECH

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 70-73), Text in English; Abstract: Turkish and English, 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-in-water 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 micro/ultrafiltration membranes for the removal of oil from stable oil in water emulsions. The prepared emulsions with about 5-6 μm of droplet sizes were fed to the crossflow filtration system and the effects of experimental parameters such as transmembrane pressure (TMP), crossflow velocity (CFV) and temperature on membrane performance/permeate flux was investigated. Titania, zirconia and neodymium doped polymeric sols were prepared and coated on the MF layer in order to investigate coating/surface modification on probable permeate flux enhancement and separation ability of the membrane. The reduction of the total suspended solid (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 m/s of CFV and 2 bar of TMP., Artan su kıtlığı tüm dünya için büyük bir tehlike haline gelmektedir. Özellikle birçok endüstriyel faaliyetlerde, üretim işlemleri sırasında çok fazla su kullanılması, bu suyun yeniden kullanılmaması ve yağ içeren atıklar içermesi çevre için tehlikeli sonuçlar doğurmaktadır. Metal, gıda ve içecek, tekstil ve çelik endüstrileri tarafından üretilen yüksek konsantrasyonlu su içerisinde yağ emülsiyonları yeryüzündeki su kaynaklarının normal oksijen transfer mekanizmasını değiştirdiği için su yaşantısı, toprak, hava ve insan sağlığı için çok zararlıdır. Yerçekimi, yüzeyden sıyırma, flotasyon ve koagulasyon gibi geleneksel arıtma yöntemleri damlacık boyutunun 20 μm’den az olan emülsiyon haline getirilmiş dağ damlacıklarını uzaklaştırmak için etkili değildir. Seramik mikro/ultrafiltrasyon membranları yağ içeren sudaki üstün avantajları nedeniyle son yıllarda araştırılmış ve geliştirilmiştir. Bu yüksek lisans çalışmasının amacı sudan kararlı yağ-su emülsiyonlarını uzaklaştırmak için seramik mikro/ultrafiltrasyon membranlarının üretilmesidir. Tübülar seramik destekler, mikrofiltrasyon (MF) katmanları elde etmek için α-Al2O3 sollerle kaplandı. Ultrafiltrasyon (UF) solleri böhmit tozuyla hazırlandı ve MF membranlar üzerine kaplandı. 5-6 μm yağ damlacıklarından oluşan emülsiyon yüksek süzüntü hızı elde etmek için transmembran basıncı, çapraz akış hızı ve sıcaklık gibi deneysel parametrelerin değiştirilerek incelenmesi için çapraz akışlı filtrasyon sistemine beslendi. Zarın seçici özelliğini değiştirmeden süzüntü hızını artırmak için titania, zirkonya ve neodmiyum katkılı polimerik soller hazırlandı ve MF tabakası üzerine kaplandı. Toplam askıda katı madde (AKM) ve bulanıklık 100% oranında azaltıldı. 1 m/s çapraz akış hızı ve 2 bar tansmembran basıncı membran tıkanıklığı ve konsantrasyon polarizasyonunun az olmasını sağlayarak yüksek ve kararlı süzüntü akısı elde etmeyi sağladı. Yüksek ve kararlı süzüntü akısı elde etmek için en uygun sıcaklık aralığı 35-40 °C olarak bulundu.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 62-65), Text in English; Abstract: Turkish and English, The increase in the extent of greenhouse gases in earth’s atmosphere lies behind the global warming and climate change. The extensive use of unsustainable fossil fuels have intensified the greenhouse effect, causing global warming. Hydrogen is considered as an ideal fuel for the future. Hydrogen fuel can be produced from renewable energy sources and its life cycle is clean. Artificial photosynthesis has been considered as a promising prospect for the synthesis of renewable and sustainable fuels. Photocatalysis is expected to make a great contribution to environmental problems and renewable energy generation in the very near future. Titania based photocatalytic materials are one of the widely used materials in artificial photosynthesis research due to their unique chemical and optical properties. Photocatalytic water-splitting by using TiO2 based photocatalysts for hydrogen production offers a promising alternative for clean, low-cost and environmentally friendly production of hydrogen. ZrO2 doped TiO2 photocatalyst powders were prepared by coprecipitation and characterized in this work. The photocatalytic water splitting activities of these ZrO2 doped TiO2 photocatalyst powders in hydrogen production was investigated under UVVis light. The phase structures of the powders were significantly affected by the level of dopants and the primary particle sizes increased from about 130 nm to about 500 nm during heat treatments in the 550-700°C range. Maximum hydrogen yield of about 5000 μmol/hr gcat. was obtained with the 550°C heat treated powder doped at 0.1-0.1 mol% ZrO2-Nd2O3 level. ZrO2 doping above 10 mol% decreased the hydrogen yields of the catalysts to lower than 1000 μmol/hr gcat., Küresel ısınma ve iklim değişikliğinin altında yatan ana neden atmosferdeki sera gazlarının artışıdır. Sürdürülemez fosil yakıtların geniş çaplı kullanımı sera gazı efektini arttırmakta, küresel ısınmaya sebep olmaktadır. Hidrojen gelecek için ideal yakıt olarak düşünülmektedir. Hidrojen yakıtı temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilebilirse temiz ve yenilenebilir bir döngüye sahiptir. Yapay fotosentez yenilenebilir ve sürdürülebilir yakıtlar için umut verici bir yaklaşım olarak düşünülmektedir. Fotokatalizin çevresel problemlere ve yenilenebilir enerji üretimine büyük katkıda bulunacağı umulmaktadır. Titanya esaslı fotokatalitik materyaller eşsiz kimyasal ve optik özelliklerinden dolayı yapay fotosentez araştırmalarında geniş çaplı olarak kullanılan materyal gruplarından biridir. Hidrojen üretimi için TiO2 kullanarak fotokatalitik su parçalama, temiz, düşük maliyetli ve çevre dostu hidrojen üretimi için umut verici bir alternatif sunmaktadır. Bu çalışmada, ZrO2 katkılı TiO2 fotokatalitik tozlar birlikte çöktürme ile hazırlandı ve karakterize edildi. Bu ZrO2 katkılı TiO2 fotokatalitik tozların UV görünür ışık altında hidrojen üretimindeki fotokatalitik su parçalama aktiviteleri belirlendi. Tozların faz yapıları, katkıların seviyeleri tarafından etkilendi ve 550-700°C aralığındaki ısıl işlem boyunca birincil parçacık boyutları yaklaşık 130 nm’den 500 nm’ye kadar arttı. Maksimum hidrojen verimi, 0.1-0.1mol% ZrO2-Nd2O3 seviyesinde katkılanan 550°C’de ısıl işlem gören tozda yaklaşık 5000 μmol/hr gcat olarak elde edildi. 10 mol%’nin üstünde ZrO2 katkılı katalizörlerin hidrojen verimleri 1000 μmol/hr gcat’den düşük bulundu.

Artan su kıtlığı tüm dünya için büyük bir tehlike haline gelmektedir. Özellikle birçok endüstriyel faaliyetlerde, üretim işlemleri sırasında çok fazla su kullanılması, bu suyun yeniden kullanılmaması ve yağ içeren atıklar içermesi çevre için tehlikeli sonuçlar doğurmaktadır. Metal, gıda ve içecek, tekstil ve çelik endüstrileri tarafından üretilen yüksek konsantrasyonlu su içerisinde yağ emülsiyonları yeryüzündeki su kaynaklarının normal oksijen transfer mekanizmasını değiştirdiği için su yaşantısı, toprak, hava ve insan sağlığı için çok zararlıdır. Yerçekimi, yüzeyden sıyırma, flotasyon ve koagulasyon gibi geleneksel arıtma yöntemleri damlacık boyutunun 20 µm'den az olan emülsiyon haline getirilmiş dağ damlacıklarını uzaklaştırmak için etkili değildir. Seramik mikro/ultrafiltrasyon membranları yağ içeren sudaki üstün avantajları nedeniyle son yıllarda araştırılmış ve geliştirilmiştir. Bu yüksek lisans çalışmasının amacı sudan kararlı yağ-su emülsiyonlarını uzaklaştırmak için seramik mikro/ultrafiltrasyon membranlarının üretilmesidir. Tübülar seramik destekler, mikrofiltrasyon (MF) katmanları elde etmek için α-Al2O3 sollerle kaplandı. Ultrafiltrasyon (UF) solleri böhmit tozuyla hazırlandı ve MF membranlar üzerine kaplandı. 5-6 µm yağ damlacıklarından oluşan emülsiyon yüksek süzüntü hızı elde etmek için transmembran basıncı, çapraz akış hızı ve sıcaklık gibi deneysel parametrelerin değiştirilerek incelenmesi için çapraz akışlı filtrasyon sistemine beslendi. Zarın seçici özelliğini değiştirmeden süzüntü hızını artırmak için titania, zirkonya ve neodmiyum katkılı polimerik soller hazırlandı ve MF tabakası üzerine kaplandı. Toplam askıda katı madde (AKM) ve bulanıklık 100% oranında azaltıldı. 1 m/s çapraz akış hızı ve 2 bar tansmembran basıncı membran tıkanıklığı ve konsantrasyon polarizasyonunun az olmasını sağlayarak yüksek ve kararlı süzüntü akısı elde etmeyi sağladı. Yüksek ve kararlı süzüntü akısı elde etmek için en uygun sıcaklık aralığı 35-40 °C olarak bulundu. 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-in-water 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 micro/ultrafiltration membranes for the removal of oil from stable oil in water emulsions. The prepared emulsions with about 5-6 µm of droplet sizes were fed to the crossflow filtration system and the effects of experimental parameters such as transmembrane pressure (TMP), crossflow velocity (CFV) and temperature on membrane performance/permeate flux was investigated. Titania, zirconia and neodymium doped polymeric sols were prepared and coated on the MF layer in order to investigate coating/surface modification on probable permeate flux enhancement and separation ability of the membrane. The reduction of the total suspended solid (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 m/s of CFV and 2 bar of TMP. 83

FERROELEKTRİK (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3 (0≤x≤0.2) SİSTEMİNİN ELEKTROKALORİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİBu çalışmanın amacı, alternatif çevre dostu soğutma teknolojileri için elektrokalorik (EC) malzemeler geliştirmektir.(1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3 (0≤x≤0.2) sisteminde, dielektrik ve piezoelektrik ölçümlere göre morfotropik faz sınırı bulunduğundan bu sistem elektrokalorik özellikleri çalışılmak için seçilmiştir. Geleneksel katı hal reaksiyon tekniği ile sentezlenen numunelerin kristal yapısı, X-Işını Kırınımı deneyleriyle belirlenmiştir. Seramiklerin elektriksel özellikleri sıcaklığa bağlı dielektrik ölçümleri ile karakterize edilmiştir ve örneklerin faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiştir. Sıcaklığa bağlı elektriksel kutuplanma eğrileri ölçülmüş ve Maxwell denklemlerinin yardımıyla elektrokalorik sıcaklık değişimi değerleri hesaplanmıştır. Dielektrik ölçümler kullanılarak bir faz diyagramı elde edilmiştir. Dielektrik ve polarizasyon ölçümlerini tamamlamak amacıyla gerinim-elektrik alan ölçümleri yapılmıştır. Örneklerde yüksek sıcaklıklarda yeni bir antiferroelektrik faz keşfedilmiştir. Artan Bi(Li1/3Ti2/3)O3 oranıyla ferroelektrik fazdan antiferroelektrik faza geçiş sıcaklığı düşmektedir. Antiferroelektrik fazdaki net polarizasyonun çok küçük olması nedeniyle ferroelektrik antiferroelektrik geçiş sıcaklığında yüksek bir polarizasyon değişimi dolayısıyla yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimi elde edilmiştir. En yüksek elektrokalorik sıcaklık değişimi (22 kv/cm altında ΔT=0.66 K) x=0.03 örneğinde elde edilmiştir. DETERMINATION OF THE ELECTROCALORIC PROPERTIES OF THE FERROELECTRIC (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3 (0≤x≤0.2) SYSTEMThe aim of this study is to develop electrocaloric (EC) materials for alternative eco-friendly cooling technologies. Considering the dielectric and piezoelectric properties of the (1-x)BaTiO3-xBi(Li1/3Ti2/3)O3 (0≤x≤0.2), this system was selected to study electrocaloric properties due to the presence of morphotropic phase boundary (MBP). The crystal structure of the samples that were synthesized by convential solid state reaction technique were determined by the X-Ray Diffraction experiments. The electrical properties of the ceramics were characterized by temperature-dependent dielectric measurements and the phase transition temperatures of the samples were identified. Temperature-dependent electrical polarization curves were measured for all compositions and electrocaloric temperature change values were calculated with the help of Maxwell equations. Using the dielectric measurements, a phase diagram was obtained. Strain-electric field measurements were done to complement dielectric and polarization measurements. A new antiferroelectric phase was discovered at high temperatures in the samples. As Bi(Li1/3Ti2/3)O3 content is increased, phase transition from the ferroelectric to antiferroelectric phase decreases. Since in the antiferroelectric phase the net polarization is very small, a large polarization change therefore large electrocaloric temperature change is obtained. Highest electrocaloric temperature change (ΔT=0.66 K under 22 kV/cm) is obtained for x=0.03 sample. 100

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2017, Includes bibliographical references (leaves: 76-78), Text in English; Abstract: Turkish and English, Fresh water scarcity have been the most fundamental problem in the world and is already affecting mankind and human activities. This problem forced an increasing effort in the reuse of wastewater originating from municipal, agricultural, and industrial activities. The textile industry demands large amounts of water and produces large quantities of wastewater. Adsorption, filtration, ozonation and photocatalysis techniques are currently used for wastewater treatment and safe discharge to the environment. Although membrane filtration necessitates a high initial setup cost, it has a high potential and may cause significant cost savings through the reuse of water and salts. The membrane based technologies are widely accepted to be the best method when compared with the currently available technologies for wastewater treatment. Extruded tubular alumina supports were coated by stable colloidal sols and polymeric sols prepared by using sol-gel based techniques for the formation of selective micro/ultra/nanofiltration layers in this work. Textile wastewater treatment (with and without pre-treatment) and membrane fouling analysis was conducted. The performances of the membranes were determined through the characterization of permeates by a spectrophotometer. The reduction of colors (Pt-Co, m-1), turbidity and suspended solids content were about 99%, 100% and 100%, respectively. The incorporation of a coagulation stage by using Al2(SO4)3 followed by a successive filtration reduced the membrane/irreversible fouling levels in the MF/UF membranes significantly. The Pt-Co 455 values of permeates were determined to be in the 15-260 range which are below the discharge criteria bringing the possibility of the reuse of some of these permeates., Temiz su kıtlığı dünyadaki en önemli problemlerden biri olmuş ve insanoğlunu ve aktivitelerini etkilemektedir. Bu problem kentsel, tarımsal ve endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan atıksuyun tekrar kullanımına yönelik giderek artan çabaları zorunlu kılmıştır. Tekstil çok yüksek miktarlarda su kullananılan ve atıksu üreten bir endüstridir. Adsorpsiyon, filtrasyon, ozonlama ve fotokataliz gibi teknikler bugünlerde atıksu arıtımı ve arıtılan suyun çevreye güvenli bir şekilde deşarjı için kullanılmaktadır. Membran filtrasyonu yüksek kurulum maliyetine ihtiyaç duymasına ragmen yüksek bir potansiyele sahiptir ve su/tuzların tekrar kullanımıyla maaliyette önemli azalmalara neden olabilir. Atıksu arıtımı için halen kullanılmakta olan teknolojiler ile membran teknolojisi kıyaslandığında membran teknolojileri yaygın bir biçimde en iyi method olara kabul görmektedir. Bu çalışmada seçici micro/ultra/nanofiltrasyon tabakalarının oluşumları için soljel teknikleri esas alınarak hazırlanmış kararlı kolloidal ve polimerik sollerle ekstrüde alümina destekler kaplandı. Tekstil atıksu arıtımı (önarıtmalı ve önarıtmasız) ve membran tıkanma analizleri yapıldı. Membranların performansları spektrofotometre tarafından karakterize edilen süzüntüler vasıtasıyla belirlendi. Katı madde miktarı, bulanıklık ve renkteki (Pt-Co, m-1) azalışlar yaklaşık olarak sırasıyla %100, %100 ve %99'dur. MF/UF membranlarında geri dönüşümsüz/membran tıkanıklık seviyeleri koagülasyon katılımı olan Al2(SO4)3 kullanımını takip eden filtrasyonda önemli oranda azalmıştır. Süzüntülerin Pt-Co 455 değerleri deşarj kriterlerinin altında 15-215 arasında belirlenmiş olup bu süzüntülerden bazılarının tekrar kullanımı olasıllığı bulunmaktadır., The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK ÇAYDAG 113Y344)