Search

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 68-76), Text in English; Abstract: Turkish and English, The target of this study was the investigation of biofuel and/or biochemical production from microalgae in growth medium or its lipids over heterogenous catalyst. The primary aim was to study the conversion of 6 wt. % N. Oculata into biofuels without harvesting and dewatering over Ni-Al2O3-SiO2 catalyst at 80oC and 1 atm for 24 h. Solgel method was used to synthesize the catalyst by using the acids of H2SO4, HCl, and HNO3 to investigate the effect of acid type on catalytic activity. The catalyst prepared with H2SO4 yielded the highest conversion. The treatment of the catalyst prepared by H2SO4, with NaCl increased the conversion from 74 % to 91.5 % under same reaction conditions. The products included poly- or monosaccharides, esters and fatty acids. To achieve this conversion, Ni presence was significant beside total acidity of 25 μmol per gram of catalyst, and acidic strength ranging between 130-380oC. A new industrial application was proposed for direct conversion of 6 wt. % N. Oculata into biofuels at 80oC and 1 atm. The capacity of the plant was 1669 liters biofuel per year from 1064 liters microalgae solution per hour. The catalyst prepared with H2SO4 was used to coat either inner surface of tubes or 1-meter pluggable monoliths in tubular reactor having 20 m length and 1000 tubes each of which had 4 cm diameter. The microalgae solution was heated with Therminol®66 heated via parabolic troughs. For operation continuity, ~46000 kg of oil was stored in the tank at 120 o C for 12 h. The production of ethyl ester biodiesel from Spirulina sp. and N. Oculata lipids over 60 % CaO/Al2O3 was studied at 50oC and 1 atm. Ethanol: lipid molar ratio, catalyst amount and reaction time were investigated parameters to identify their effects on catalytic activity. The study showed that ~59 % biodiesel yield was obtained in the presence of the catalyst which was 6 wt. % of lipids, in 30 min. at ethanol: lipid molar ratio of 12 while 90 %-99 % yield was acquired at ethanol: lipid molar ratios of 24 and 48. To achieve these yields, weak basic strength in the form of bicarbonate was necessary while high basicity was not essential. Pure alumina and CaO did not yield any lipid conversion. Glycerolysis of triacylglycerol took place in series with reverse transesterification of triacylglycerol at catalyst amount which was 6 wt. % of lipids, ethanol: lipid molar ratio of 24 and 48, and 60 min. reaction time., Bu çalışmanın amacı mikroalglerden katı katalizörler üzerinde biyoyakıt ve biyokimyasalların elde edilmesidir. Yapılan çalışmada mikroalglerin biyoyakıta dönüştürülmesi üç ayrı kısımda incelenmiştir. İlk bölümde büyüme ortamında kütlece 6% olan N.Oculata mikroalginin hasatlama ve kurutma olmadan katı katalizör üzerinde direkt biyoyakıt ve biyokimyasallara dönüştürülmesi 80oC ve 1 atm çalışma koşullarında ve 24 saat reaksiyon süresinde gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla katalizörlerin asitlik ve asit bölgelerinin kuvvetlerinin reaksiyon üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla sol-jel yöntemi kullanılarak farklı asitler (H2SO4, HCl ve HNO3) ile alümina-silika destekli nikel katalizörleri sentezlenmiştir. Yapılan reaksiyon çalışmaları sonucunda en yüksek mikroalg dönüşümü sülfürik asit ile sentezlenen katalizör üzerinde elde edilmiştir. Ayrıca bu katalizör NaCl ile muamele edilmiş ve elde edilen katalizör kullanılarak aynı koşullarda gerçekleştirilen reaksiyonların sonucunda mikroalg dönüşümünün %74 'den %91,5'e yükseldiği gözlemlenmiştir. Reaksiyon sonucunda elde edilen ürün dağılımının içerisinde yağ asidi, polisakkarit, monosakkarit ve esterlerin olduğu görülmüştür. Yüksek mikroalg dönüşümünün elde edilmesi için nikel varlığının yanı sıra toplam katalizör asitliğinin gram katalizör başına 25 μmol olması ve asitlik kuvvetinin 130-380 oC arasında olması gerektiği bulunmuştur. Bunun yanı sıra, büyüme ortamındaki N.Oculata mikroalginin hasatlama ve kurutma olmadan direkt olarak biyoyakıtlara çevrilmesinin endüstriyel uygulanma yöntemi ile ilgili bir öneri sunulmuştur. Bu önerinin temelinde reaktörde bulunan tüplerin veya monolitlerin sentezlenen katalizörler ile kaplanması prensibi yatmaktadır. Bir diğer yapılan çalışmada ise Spirulina sp. ve N.Oculata mikroalg lipitlerinden 60 % CaO/Al2O3 katalizörü üzerinde etil ester biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda 12 etanol: lipit oranında ve lipidin kütlece 6%'sı kadar katalizör miktarında, %59 biyodizel verimi 30 dakikalık reaksiyon sonucunda elde edilirken 90- 99% biyodizel verimi 24 ve 48 etanol: lipit oranlarında elde edilmiştir. Yüksek verimleri elde edebilmek için katalizör üzerinde bikarbonat fazında düşük bazik kuvvetinin olması gerektiği bulunmuştur. Ayrıca saf alümina ve ticari kalsiyum oksit katalizörleri üzerinde herhangi bir lipit dönüşümü elde edilmemiştir.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 70-87), Text in English; Abstract: Turkish and English, The aim of this work was to develop Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) surfaces for quantitative detection of exosomes from different sources. For this aim, gold nanorods (AuNRs) with a mean diameter of 40 nm with an aspect ratio of 2.9 were first synthesized and characterized. The self-assembly of AuNRs on glass wafers were optimized through several experiments. In parallel, PEGylation of cetrimonium bromide (CTAB) stabilized AuNRs was investigated using PEGs with three different molecular weights via LSPR, zeta potential and XPS techniques. PEGylated AuNRs were further self-assembled on silanized microscope slides as confirmed. Surface functionalization of AuNR patterned slides was performed using alkane thiol molecules having carboxylic acid and hydroxyl functional groups and confirmed via XPS, FTIR and zeta potential. Specific antibodies (Ab) were conjugated to the surface following two different methods, i.e. click and NHS/EDC chemistry. To perform click chemistry strategy, ImmuneLink® molecules were conjugated with Abs and the final conjugate was used to functionalize surfaces prepared beforehand using azide bearing molecules. The functionalization procedure was confirmed via XPS FTIR and LSPR spectroscopy. The orientation of the antibodies on the AuNRs patterned surfaces was investigated with LSPR in comparison with conventional EDC/NHS chemistry. The click-chemistry strategy proved to provide conjugation of antibodies through their Fc regions exposing Fab regions better for antigen recognition. Finally, surfaces functionalized with a variety of antibodies were used to detect first a pregnancy-associated protein, PLAP, and then exosomes obtained from human semen samples with pre-determined exosome concentrations. The LoD of the biosensor surfaces was found to be between 103-104 exosomes/mL and 5 ng/mL (0.3 pM) PLAP. Human breast cancer cell culture samples having an unknown concentration of exosomes were further analyzed using the newly developed LSPR biochips and the exosome concentration was determined as 108 exosomes/mL for MCF-7 cell line and 107 exosomes/mL for MDA-MB-231 cell line., Bu çalışmanın amacı, farklı kaynaklardan eksozom tespiti için lokalize yüzey plazmon rezonans (LSPR) yüzeyleri geliştirmektir. Bu amaçla, ortalama 40 nm çapında 2.9'luk en-boy oranına sahip altın nanoçubuklar sentezlenmiş ve karakterizasyonları tamamlanmıştır. Ardından, altın nanoçubukların cam yüzeyler üzerinde kendiliğinden organizasyonları çeşitli deneyler ile optimize edilmiştir. Paralelinde, CTAB stabilize altın nanoçubukların üç farklı molekül ağırlığındaki PEGler ile PEGilasyonu ayrıntılı olarak incelenmiş ve altın nanoçubukların PEGilasyonu için optimum koşullar LSPR, yüzey yükü testi ve XPS kullanılarak belirlenmiştir. PEGilasyona uğramış altın nanoçubukların silanlanmış mikroskop lamları üzerinde kendiliğinden organizasyonu sağlanmış ve sonuçlar LSPR, XPS ve yüzey yükü testi ile onaylanmıştır. Altın nanoçubukların yüzey fonksiyonelleştirmesi, fonksiyonel karboksilik asit ve hidroksi gruplarını içeren aynı zamanda tiyol bağlı küçük alkan tiyol molekülleri kullanılarak elde edilmiştir ve bu, XPS, FTIR ve yüzey yükü testi ile doğrulanmıştır. İlgili spesifik antibodiler EDC/NHS kimyası ve klik kimyası kullanılarak yüzeylere bağlanmıştır. Klik kimyası için, ImmuneLink ® molekülü spesifik antibodiler ile konjuge edilmiş ve bu konjugatlar önceden azid ile fonksiyonelleştirilmiş yüzeylere bağlanmıştır. Bu fonksiyonelleştirme XPS, LSPR ve FTIR ile gösterilmiştir. Altın nanoçubuk desenine sahip yüzeyler üzerindeki antibodilerin oryantasyonu, EDC/NHS kimyası ile fonksiyonelleştirilmiş yüzeylerle karşılaştırılarak LSPR ile kontrol edilmiştir. Klik kimyası ile hazırlanmış yüzeylerde antibodilerin Fc bölgelerinden bağlanma sağlayarak antijen tanımaya yönelik Fab bölgelerini açıkta bırakacak şekilde oryantasyon sağladığı kanıtlanmıştır. Son olarak yüzeyler farklı antibodiler ile modifiye edilerek, hamilelik sırasında ortaya çıkan protein, PLAP, ve konsantrasyonu önceden belirlenmiş olan insan sperm eksozomları ile kullanılmıştır. Yüzeylerin eksozom tanıma limiti 103 -104 eksozom/mL ve 5 ng/mL (58 pM) PLAP protein cevabı olarak bulunmuştur. Hazırlanan LSPR biyoçipler, bilinmeyen eksozom konsantrasyonundaki insan meme kanseri hücre hatları kullanılarak test edilmiş ve eksozom konsantrasyonları MCF-7 hücre hattı için 108 eksozom/mL ve MDA-MB-231 hücre hattı için 107 eksozom/mL olarak bulunmuştur., NIH grants NIBIB P41 EB002027 and NIH Grant# 61-1140 (Placentomics)

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 170-177), Text in English; Abstract: Turkish and English, Chitosan is a preferred bio-foam material used in many research fields such as tissue engineering and drug delivery due to its unique structural features (wide pH stability, nontoxic-biocompatible-biodegradable, anti-inflammatory, antimicrobial). However, chitosan foams are mechanically too weak to maintain the desired shape until newly formed tissue natures. A wound infection and serious tissue necrosis, endanger human's lives. So, a dressing is required to protect loss of fluids and proteins from the wound area and prevents any bacterial invasion replacing the function of skin temporarily. Therefore controlled drug release from a wound dressing is necessary with a biocompatibility and enough mechanical strength. The aim of this study was the synthesis of mechanically durable - dual porosity chitosan bio-foams to provide a controlled drug release. For this purpose, oil droplets formed in a chitosan solution were used as templates to produce micropores that also contain vancomycin (a model antibiotic-hydrophylic) and curcumin (a model anti-inflammatory-hydrophobic) in the walls of the chitosan matrix with large structural voids. An anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (SDS) alone, was used as a crosslinking agent which was a new approach. Then the structures were characterized by SEM, FTIR, mechanical tests and BET analysis. The chitosan foams have dual pore structures. 1) The intrinsic micro pores that the walls of chitosan matrix have with different morphology that depends on the oil phase. 2) The structural voids that the chitosan matrix have, present even in the absence of an oil phase that depends on the experimental conditions. The mechanical strength of the foams were found to be much higher (up to 250 kPa) compare to the foams produced in literature and suggested to be suitable to use for wound dressing applications. The drug release mechanism of foams were found to depend on the conditions used for foam development and the released kinetics were presented with a mathematical model., Kitosan, eşsiz yapısal özellikleri (geniş pH stabilitesine sahip olmak, toksik olmamak, biyouyumlu, biyobozunur, antiinflamatuar ve antimikrobiyal olmak) nedeniyle doku mühendisliği ve ilaç salım sistemleri gibi birçok alanda biyo-köpük üretmek için kullanılan bir malzemedir. Bununla birlikte, kitosan köpükler, dokunun yeniden oluşması ya da iyileşmesine kadar geçen sürede istenen şeklini koruması açısından mekanik olarak çok zayıftır. Yara enfeksiyonu ve ciddi doku ölümü, insanların hayatını tehlikeye sokar. Bu nedenle, yara bölgesinden sıvı ve protein kaybını önlemek ayrıca cildin işlevini geçici olarak değiştiren bakteri istilasını engellemek için bir yara örtüsü gereklidir. Bununla birlikte, biyouyumluluğa ve yeterli mekanik mukavemete sahip yara örtülerinden kontrollü ilaç salınımı, yaraların tedavisi için önemlidir. Bu çalışmanın amacı, kontrollü bir ilaç salımı sağlamak için mekanik olarak dayanıklı ve iki farklı tip gözenek yapısına sahip kitosan biyo-köpüklerin sentezidir. Bu amaçla, kitosan çözeltisinde oluşturulan yağ damlacıkları, büyük yapısal boşluklara sahip kitosan matrisinin duvarlarında vankomisin (model antibiyotik-hidrofilik) ve curcumin (model antiinflamatuar-hidrofobik) içeren mikro gözenekler üretmek için şablon olarak kullanılmıştır. Yeni bir fikir olarak, anyonik bir yüzey aktif madde olan sodyum dodesil sülfat (SDS) çapraz bağlama maddesi olarak kullanılmıştır. Yapılar SEM, FTIR, BET analizi ve mekanik test ile karakterize edilmiştir. Kitosan köpükler iki farklı tip gözenek içeren yapıya sahiptir. Bunlar, 1) Kitosan matrisinin duvarlarında bulunan ve yağ fazına bağlı olarak farklı morfolojiye sahip olan gerçek mikro gözeneklerdir. 2) Kitosan matrisinin yağ fazı olmasa bile deney koşullarına bağlı olarak sahip olduğu yapısal boşluklardır. Köpüklerin mekanik mukavemetinin, literatürde üretilen köpüklere kıyasla çok daha yüksek (250 kPa 'a kadar) olduğu ve yara sargısı uygulamalarında kullanılmaya uygun olduğu görülmüştür. Köpüklerin ilaç salım mekanizmasının, köpük üretimi için kullanılan koşullara bağlı olduğu bulunmuştur ve salım kinetikleri, matematiksel bir modelle sunulmuştur.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 48-53), Text in English; Abstract: Turkish and English, 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., 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., TUBITAK (MAG/117M160)

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 63-66), Text in English; Abstract: Turkish and English, In this study, it was pursued to develop acidic mesoporous catalysts for the synthesis of octyl glucosides. Butyl glucoside synthesis was used for catalyst screening. Tungstophosphoric acid (TPA) incorporated mesoporous silica (TPA-SBA-15), sulfated La incorporated titania-silica (SO4/La-TiO2-SiO2), organosulfonic acid functionalized mesoporous silica (Propyl-SO3-SBA-15), and sulfated mesoporous carbon (SO4/CMK-3) catalysts were prepared for this purpose. The effects of the active species (sulfates, tungstophosphoric acid and organosulfonic acid) and promoter (La) on the catalyst properties and activity were investigated. All the catalysts had mesoporous structure and high surface area. The acidity and acid site character varied depending on the catalyst type and amount of the active sites. La promoter was found effective to enhance the sulfation performance and to improve the stability of sulfates. The TPA-SBA-15 catalysts provided high glucose conversions (over 99%) and butyl glucoside yields (over 95%) due to their acidity, Keggin ion structure and pore size. The SO4/La-TiO2-SiO2 catalysts and SO4/CMK-3 catalysts were also active with glucose conversions of 74.4 % and 70 % respectively. The reaction parameters such as the reaction temperature (117 and 100 oC) and catalyst amount (20 and 30 wt% wrt. glucose) were studied in butyl glucoside synthesis over TPA-SBA-15 and SO4/La-TiO2-SiO2 which were the most active catalysts. These catalysts were found to be reusable in glycosidation with 1-butanol. Octyl glucoside synthesis was carried out via direct glycosidation. The octyl glucoside yields obtained over TPA-SBA-15 and SO4/La-TiO2-SiO2 catalysts were above 55 % and 43 % respectively. The catalysts were found promising for further investigations., Bu çalışmada, glikozun 1-oktanol ile glikozidasyonu yoluyla oktil glukozitlerin sentezlenmesi için asidik mezo-gözenekli katalizörler geliştirilmesi amaçlanmıştır. Katalizör tarama testleri bütil glukozit sentezinde yaplmıştır. Tungstofosforik asit (TPA) katkılı mezo-gözenekli silika (TPA-SBA-15), sülfatlı La katkılı titanya-silikat (SO4/La-TiO2-Si02), organosülfonik asit ile fonksiyonelize edilen mezo-gözenekli silika (Propyl-SO3-SBA-15) ve sülfatlı mezo-gözenekli karbon (SO4 /CMK-3) katalizörleri hazırlanmıştır. Aktif malzemelerin (sülfatlar, tungstofosforik asit ve organosülfonik asit) ve katkı malzemesinin (La) katalizör özellikleri ve aktivitesi üzerindeki etkileri ayrıntılı karakterizasyonlarla araştırılmıştır. Tüm katalizörler mezo-gözenekli yapıya ve yüksek yüzey alanına sahiptir. Asitlik ve asit bölgesi karakteri, katalizör tipine ve aktif malzemenin miktarına bağlı olarak değişmiştir. La katkısının sülfatlama performansını arttırmak ve sülfatların kararlılıklarını geliştirmek için etkili olduğu bulunmuştur. TPA-SBA-15 katalizörleri yüksek glikoz dönüşümleri (% 99 'un üzerinde) ve bütil glukozit verimleri (% 95'in üzerinde) sağlamıştır. Bu katalizörlerin aktiviteleri, yüksek asitlikleri ve Keggin iyon yapısından kaynaklanmaktadır. SO4/La-TiO2-SiO2 katalizörleri ve SO4/CMK-3 katalizörleri de sırasıyla % 74.4 ve% 70 glikoz dönüşümleri ile aktif bulunmuştur. TPA-SBA-15 ve SO4/La-TiO2-SiO2 katalizörleri üzerinde, reaksiyon sıcaklığı (117 ve 100 oC) ve katalizör miktarı (glikoza göre kütlece % 20 ve % 30) gibi reaksiyon parametreleri incelenmiştir. Bu katalizörlerin 1-butanol ile glikozidasyonda tekrar kullanılabilir oldukları tespit edilmiştir. Oktil glukozit sentezi, glukozun 1-oktanol ile doğrudan glikozidasyonu yoluyla gerçekleştirilmiştir. TPA-SBA-15 ve SO4/La-TiO2-SiO2 katalizörleri üzerinde elde edilen oktil glukozit verimleri sırasıyla % 55 ve % 43'ün üzerindedir. Katalizörler ilerideki araştırmalar için umut verici bulunmuştur., TUBITAK (117M160)

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, İzmir, 2020, Text in English; Abstract: Turkish and English, Includes bibliographical references (leaves: 61-66), Organic coil coated aluminum substrates are one of the most widely used materials for construction industry. These coated substrates typically consist of 4 separate layers, the aluminum substrate, the inorganic conversion coating (resulting from the pretreatment application), and the organic coating layers that are called the primer and the topcoat. From industrial experience, it is not clearly and quantitatively determined how these layers contribute to the different processes that occur during corrosion, such as water uptake (diffusion of water through the coating) and the corrosion reactions that take place on the substrate. In this thesis, the formation of the inorganic conversion coating as a function of the pretreatment application parameters, immersion time, temperature and pH, and the individual effects of inorganic and organic coating layers on corrosion are investigated. The structure of the various surfaces formed after coating application and after corrosion testing by Neutral Salt Spray Test (NSST) is investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), X-ray Fluorensence Spectrometer (XRF) and Atomic Force Microscopy (AFM) analysis, while their anticorrosive properties are determined by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The results indicate that the formation of the pretreatment layer is enhanced continuously as function of temperature and immersion time, within the values investigated, while for pH an optimum is observed. The investigation of the corrosion resistance of substrates coated with different coating layers reveal that without organic coating layers, the substrates corrode much faster, indicating the importance of water diffusion on the corrosion reactions., Organik bobin kaplamalı alüminyum substratlar inşaat sektöründe oldukça yaygın kullanılan malzemelerdir. Bobin kaplama sistemi, alüminyum metali, önişlem uygulaması sonucunda oluşan dönüşüm kaplaması (inorganik kaplama), astar ve sonkat (organik kaplama) olarak adlandırılan kaplama katmanlarından oluşur. Endüstriyel çalışmalardan, bu katmanların, su alımı (suyun kaplamadan difüzyonu) ve substrat üzerinde meydana gelen korozyon reaksiyonları gibi korozyon sırasında meydana gelen farklı proseslere nasıl katkıda bulunduğu açıkça ve niceliksel olarak belirlenmemiştir. Bu tezde, önişlem uygulama parametreleri olan daldırma süresi, sıcaklık ve pH değerinin bir fonksiyonu olarak inorganik dönüşüm kaplamasının oluşumu ve inorganik ve organik kaplama katmanlarının korozyon üzerindeki bireysel etkileri araştırılmıştır. Kaplama uygulamasından ve tuzlu sis korozyon testinden (NSST) sonra oluşan çeşitli yüzeylerin yapısı, Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Elektron Dispersif X-Işını Spektroskopisi (EDX) ve X-Işını Flüoresans Spektroskopisi (XRF) kullanılarak, korozyon önleyici özellikleri ise Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) kullanılarak belirlendi. Sonuçlar, önişlem katmanının oluşumunun, sıcaklık ve daldırma süresinin fonksiyonu olarak, araştırılan değerler dahilinde sürekli olarak geliştirildiğini, pH için ise bir optimum değerin gözlemlendiğini göstermektedir. Farklı kaplama katmanları ile kaplanmış substratların korozyon direncinin araştırılması, organik kaplama katmanları olmadan, substratların çok daha hızlı korozyona uğradığını ve korozyon reaksiyonlarında su difüzyonunun önemini göstermektedir.

Text in English; Abstract: Turkish and English., Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2020, Includes bibliographical references (leaves: 55-61), The goal of this study was to add high value to cellulose as the most abundant source of biomass and glucose by producing a building-block chemical-Sorbitol-, which is not produced in our country and has very large market share. In this manner, the effect of reaction time (1-2 h), catalyst amount (1-2 g) and catalyst type on conversion of cellulose and glucose and yield of sorbitol with presence of various catalysts in subcritical water environment were investigated. The hydrogenation of both glucose and cellulose over Ruthenium based catalysts (Ru/AC, Ru/SiO2, Ru-SBA15 and Ru-SBA15/SO3), using a high pressure-high temperature reactor (Parr 5500 High Pressure Compact Reactor) at a reaction pressure of 5 bar and reaction temperature of 150°C were studied. Ruthenium based catalysts were prepared by wet impregnation method. The synthesized Ru based catalysts with various metal based were characterized by various characterization tools such as Scanning Electron Microscope (SEM), Fouirer Transform Infrared Spektrofotometre (FT-IR) and Brunauer-Emmett-Teller (BET). The catalytic performances were evaluated in hydrogenation of cellulose and also glucose to produce sorbitol under subcritical water conditions. As a result of these analyzes, the highest sorbitol yield and cellulose conversion were found to be 234.98 ppm and 28.64%, respectively for 2 gram of Ru-SiO2 catalyst for 2 hours. For glucose conversion, the catalyst of Ru-SBA15/SO3 showed better catalytic performance than other catalysts., Bu çalışmanın amacı, ülkemizde üretilmeyen ve çok büyük pazar payına sahip bir kimyasal yapı taşı olan sorbitol üreterek, en çok bulunan biyokütle kaynağı olan selüloza ve glikoza yüksek değer katmaktır. Bu şekilde, reaksiyon süresi (1-2 saat), katalizör miktarı (1-2 gram) ve katalizör tipinin selülozun ve glikozun dönüşümü ve sorbitol veriminin kritik altı su ortamında çeşitli katalizörlerin varlığı üzerindeki etkisi araştırıldı. Hem glikoz hem de selülozun hidrojenasyonu Rutenyum bazlı katalizörler üzerinde (Ru/AC, Ru/SiO2, Ru-SBA15 and Ru-SBA15/SO3), yüksek basınç-yüksek sıcaklık reaktörü kullanarak (Parr 5500 Yüksek Basınçlı Kompakt Reaktör) 5 bar reaksiyon basıncında ve 150°C reaksiyon sıcaklığında çalışıldı. Rutenyum bazlı katalizörler ıslak emprenye yöntemi ile hazırlandı. Çeşitli metaller ile sentezlenmiş Ru bazlı katalizörler, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) gibi çeşitli karakterizasyon araçları ile karakterize edildi. Katalitik performanslar, kritik altı su koşulları altında sorbitol üretmek için selüloz ve ayrıca glikozun hidrojenasyonunda değerlendirildi. Bu analizler sonucunda, en yüksek sorbitol verimi ve selüloz dönüşümü 2 saat boyunca 2 gram Ru-Si02 katalizörü için sırasıyla 234.98 ppm ve 28.64% olduğu bulunmuştur. Glikoz dönüşümü için Ru-SBA15/SO3 katalizörü, diğer katalizörlerden daha iyi katalitik performans gösterdi.

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.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 95-99), Text in English; Abstract: Turkish and English, Market share of the can coating industry was 2 billion dollars in 2018 globally. A large portion of this market is focused on protecting valuable goods such as foods and cosmetics. Recent bans on the Bisphenol A(BPA) created a BPA-free coating demand due to the high portion of BPA based coatings in the industry such as epoxy. A conventional epoxy based (EP) can coating was compared with a new design of BPAfree polyester coating(PE). Atomic Force Microscopy(AFM), Scanning Electron Microscopy(SEM), Electron Dispersive Spectroscopy(EDX), Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS), Direct Current(DC) Polarization were used to investigate degradation. Industrial and model tinplate samples are compared with surface investigation methods. AFM results indicate the surface composition difference. To investigate bare tinplate corrosion, a mixture of acidic electrolyte was prepared and compared with other conventional aging electrolytes, containing mono acids. The electrolyte prepared from mixed acids was found to have the highest detinning abilities. Therefore, coated samples were aged with this mixed acid solution electrolyte. EIS results indicated that the type of electrolyte alters the corrosion mechanism, indicated by the observance of different time constants at different time scales. During immersion tests, EP based coatings showed better corrosion resistance as shown by higher impedance at low frequency, higher coating resistance and lower capacitance values. However, after sterilization, polyester coated samples showed better corrosion protective abilities (indicated by lower amount of corrosion products and higher impedance values) compared to the epoxy sample even though AFM measurements indicated that it had larger pore sizes after aging compared to epoxy sample. These results are attributed to the larger electrochemical area and higher diffusion properties of EP coatings, obtained after modelling of EIS data., Dünya genelinde metal ambalaj kaplamalarının pazar payı, 2018 yılında 2 milyar olarak raporlanmıştır. Bu pazarın büyük bir kısmı gıda ve kozmetik gibi değerli ürünlerin korunmasına odaklanmaktadır. Kullanılan kaplamaların büyük bir kısmı Bisfenol A (BPA) ile üretilen epoksi bazlı reçineler içermektedir. BPA ile ilgili geçtiğimiz yıllarda getirilen yasal kısıtlamalar, BPA içermeyen kaplamalara yönelik yeni bir talep yaratmıştır. Bu tezde, epoksi (EP) ve polyester bazlı (PE) reçinelerle üretilen iki farklı kaplama karşılaştırılmıştır. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Elektron Dispersif Spektroskopisi (EDX), Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) ve DC Polarizasyon testleri, kaplamaların bozunma düzeyini incelemek için kullanılmıştır. Endüstriyel ve model kalay kaplı çelik(tinplate) numuneleri, yapılan yüzey analizleri ile karşılaştırılmıştır. Alınan AFM sonuçları, yüzey kompozisyonunda farklılıklar olduğunu göstermektedir. Kaplanmamış tinplate korozyonu incelemek için, asidik bir elektrolit, endüstride sık kullanılan mono asit çözeltileri ile karşılaştırılmıştır. En yüksek kalay çözme hızı, karışık asitlerden hazırlanan elektrolit ile gözlemlenmiştir. Bu nedenle, kaplanmış yüzeyler bu karışık asit çözeltisi ile yaşlandırılmıştır. EIS sonuçları, elektrolit tipinin, korozyon mekanizmasını etkilediğini göstermektedir. Elektrolitte bekletme sırasında, EP numunelerinde, düşük frekansta daha yüksek empedans, daha yüksek kaplama direnci ve düşük kapasitans değerleri gözlemlenmiştir. Sterilizasyondan sonra gerçekleştirilen AFM ölçümleri, PE’in yüzeyinde EP’ye göre daha büyük porlar oluştuğunu göstermektedir. Buna rağmen EP’ye kıyasla daha iyi korozyon koruyucu özellikler (daha düşük korozyon ürünleri ve daha yüksek empedans değerleri) gözlemlenmiştir. EIS verilerinin modellenmesinden sonra elde edilen bu sonuçlar EP sisteminin, daha geniş elektrokimyasal aktif alana ve düşük difüzyon direncine atfedilmiştir.

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.

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

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 56-60), Text in English; Abstract: Turkish and English, Soybean oil is an abundant, cheap and nontoxic biomass source and contains triglycerides with unsaturated fatty acids which can be easily modified by epoxidation. In this study, mesoporous Ti-SBA-15 with two different Si/Ti molar ratios, MoO3/Ti-SBA-15 with two different MoO3 mass ratios and Nb-SBA-15 with two different Si/Nb molar ratios were prepared as catalysts for soybean oil epoxidation reactions. Tertbutanol and ethyl acetate was used as solvent and H2O2 was utilized as oxidant. BET analysis indicated existence of high surface area of the catalysts which ranged between 650 and 950 m2/g. XRD analysis indicated successful incorporation of Nb and Ti into SBA-15 structure. Epoxidation reactions were carried out successfully using Ti-SBA-15 and Nb-SBA-15 catalysts in tertbutanol at 75 ºC for 6 h. Utilizing ethyl acetate as solvent was caused undesired catalyst behaviour such as precipitation, gelation and aggradation. No further investigations were carried out with ethyl acetate. Epoxidation products were analysed with H-NMR, FTIR and analytic methods. Ti-SBA-15 catalysts provided only 10 % double bond conversion and 49 % epoxide selectivity. They were not very active. Nb-SBA-15 catalysts exhibited high acidity. They provided 28 % double bond conversion and 31 % epoxide selectivity. Best yield was obtained with Nb-SBA-15 (10) catalyst as 6.49 %. Stability tests of catalysts indicated that Nb and Ti did not leach whereas severe leaching was observed with Mo. Also, homogenous epoxidation reaction with H2SO4 was carried out for comparison with heterogenous catalysts. Results indicated that, heterogenous catalysts were not competitive with homogenous catalyst., Soya yağı, ucuz, bol bulunan ve toksik olmayan bir biyokütle kaynağıdır ve doymamış yağ asitlerini ihtiva eden trigliseritleri içerir, bu doymamış yağlar epoksidasyonla kolayca modifiye edilebilirler. Bu çalışmada, farklı Si/Ti mol oranı olan iki Ti-SBA-15, farklı MoO3 kütle oranı olan iki MoO3/Ti-SBA-15 ve farklı Si/Nb mol oranı olan iki Nb-SBA-15 katalizörleri soya yağı epoksidasyonu için hazırlandı. H2O2 oksidant olarak ve tertbütanol ve etil asetat çözücü olarak kullanıldı. BET analiziyle katalizörlerin yüzey alanın yüksek olduğunu ve 650 ile 950 m2/g arasında değiştiği belirlendi. Nb ve Ti’un SBA-15 yapısına başarılı bir şekilde yerleştirildiği XRD analiziyle belirlendi. Epoksidasyon reaksiyonları Ti-SBA-15 ve Nb-SBA-15 katalizörleri kullanılarak tertbütanol’de 75 ºC de 6 sa olarak başarılı şekilde gerçekleştirildi. Etil asetat’ın çözücü olarak kullanılması katalizörlerde pelteleşme, dibe çökme ve tabakalaşma gibi istenmeyen davranışlara sebep oldu. Bu yüzden etil asetat’ın çözücü olarak kullanımana devam edilmemiştir. Epoksidasyon ürünleri H-NMR, FTIR ve analitik metotlarla analiz edildi. Ti-SBA-15 katalizörleri sadece 10 % çift bağ dönüşümü ve 49 % epoksi seçiciliği sağladı. Katalizörlerin çok aktif olmadığı bulundu. Nb-SBA-15 katalizörlerinin daha yüksek asitliğe sahip olduğu bulunmuştur. Nb-SBA-15 katalizörleri 28 % çift bağ dönüşümü ve 31 % epoksi seçiciliği sağladı. En iyi epoksit verimi Nb-SBA-15 (10) katalizörüyle 6.49 % olarak elde edildi. Kararlılık testlerinden Mo’un yüksek miktarda sıvıya geçtiği bulunurken, Ti ve Nb’un kararlı olduğu bulunmuştur. Ayrıca, heterojen katalizörlerle karşılaştırmak için homojen epoksidasyon reaksiyonu H2SO4 ile gerçekleştirildi. Sonuçlardan, heterojen katalizörlerin homojen katalizörle rekabet edecek düzeyde olmadığı belirlendi

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 58-63), Text in English; Abstract: Turkish and English, In this study, it was aimed to develop a drug carrier system including a TAT-derived cell penetrating peptide in order to provide fast transport of anticancer drugs from endosomal compartments to nucleus. The drug delivery system, denoted as mPEGpeptide- oxime-DOX, was based on polyethylene glycol, endosome disruptive peptide (G2RQR3QR3G2S), and doxorubicin (DOX) conjugate. Control drug delivery system, lack of the peptide (mPEG-oxime-DOX) was also synthesized to assess the effect of the peptide on the physiochemical and drug release properties of the drug carrier. As the first synthesis step, mPEG-OH was converted to mPEG-aldehyde form using DMSO-acetic anhydride oxidation reaction and aldehyde functionalization was determined by using FTIR and NMR spectroscopy. The peptide and mPEG-peptide were synthesized using solid phase synthesis protocol, and their purities were confirmed using HPLC and MALDI-TOF mass spectroscopy analyses. Prior to DOX conjugation, hydroxyl group of serine residue in the mPEG-peptide system was oxidized to aldehyde. The anticancer drug was attached to the carrier molecules via amine-aldehyde reaction forming an acid cleavable oxime bond. Drug release, size distribution, and stability of the PEG-peptideoxime- DOX system were evaluated and compared with those results of the control drug delivery system. For mPEG-oxime-DOX, a pH programmed DOX release with the respective % DOX release values of ~68 % and ~28 % at pH 5.0 and pH 7.4 was observed. For mPEG-peptide-oxime-DOX, on the other hand, quite low DOX release (~10-15 %) was obtained for both pH values suggesting possible interaction between DOX and the peptide. Mean size value of the mPEG-oxime-DOX was measured as ~24 nm. However, mPEG-peptide-oxime-DOX, had quite lower hydrodynamic diameter values (~3nm and ~6 nm at pH 5.0 and pH 7.4, respectively) possibly due to repulsions between the arginines in the peptide domain. Observation of the morphology and evaluation of the cytotoxicity of these drug delivery systems are underway., Bu çalışmada, antikanser ilaçların endozomal bölmelerden çekirdeğe hızlı transferini sağlamak için TAT türevi bir hücre delici peptid içeren ilaç taşıyıcı sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. mPEG-peptid-oksim-DOX olarak adlandırılan ilaç taşıyıcı sistemi, polietilen glikol, endozom parçalayıcı peptid (G2RQR3QR3G2S) ve doksorubisin (DOX) konjugatı temellidir. Peptidin, ilaç taşıyıcının fizikokimyasal ve ilaç salım özelliklerine etkisini değerlendirmek için peptid içermeyen kontrol ilaç taşıyıcı sistemi de (mPEG-oksim-DOX) sentezlenmiştir. İlk sentez adımı olarak mPEG-OH, mPEGaldehit formuna DMSO-asetik anhidrit oksidasyon reaksiyonu ile dönüştürülmüş ve aldehit işlevselleştirilmesi, FTIR ve NMR spektroskopisi kullanılarak belirlenmiştir. Peptid ve mPEG-peptid katı faz sentez protokolü ile sentezlenmiş ve HPLC ve MALDITOF kütle spektroskopi analizleri kullanılarak saflıkları teyit edilmiştir. DOX konjugasyonu öncesinde, mPEG-peptid sisteminde bulunan serin amino asitinin hidroksil grubu aldehite oksitlenmiştir. Antikanser ilaç, taşıyıcı moleküllere asit parçalanabilir oksim bağı ile bağlanmıştır. PEG-peptid-oksim-DOX sisteminin ilaç salımı, boyut dağılımı ve stabilitesi değerlendirilmiş ve kontrol sisteminin sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. mPEG-oksim-DOX için, pH 5.0 ve pH 7.4’te sırasıyla yaklaşık % 68 ve % 28 DOX salım değerleri ile pH programlı bir DOX salımı elde edilmiştir. Diğer taraftan, mPEG-peptid-oksim-DOX için her iki pH değerinde de oldukça düşük DOX salımı (yaklasık % 10-15) elde edilmiş ve DOX ile peptid arasındaki muhtemel etkileşimi sebebiyle olduğu düşünülmüştür. mPEG-oksim-DOX’un ortalama boyut değeri yaklaşık 24 nm olarak ölçülmüştür. Buna karşın, mPEG-peptid-oksim-DOX, muhtemelen peptid kısmındaki arjininler arasındaki itmeler nedeniyle, oldukça düşük hidrodinamik çap değerlerine (pH 5.0 ve pH 7.4 için sırasıyla yaklaşık 3 nm ve 6 nm) sahip olmuştur. Bu ilaç taşıyıcı sistemlerinin morfolojilerinin gözlenmesi ve sitotoksisitelerinin değerlendirmesine yönelik çalışmalar devam etmektedir., TUBİTAK-Münir Birsel Foundation and İzmir Institute of Technology Scientific Research Projects Coordination Unit (BAP Project Number = 2017İYTE53)

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 89-94), Text in English; Abstract: Turkish and English, Doxorubicin (DOX) is one of the most commonly used hydrophilic anticancer drug in cancer treatment. However, when it is used in free form, it can attack not only cancer cells but also healthy cells. So as to prevent entering of DOX to the healthy cells, the encapsulation method is employed. Liposomes are suitable for encapsulation of DOX but the most important problems with the use of liposome are hand-foot syndrome and stomatitis. Encapsulation method is not enough because of these reasons, thus delivery of DOX to the desired site by targeted therapy has gained interest in recent years. In this study, DOX was encapsulated into liposomes and the DOX loaded liposomes (LipoDOX) was attached to microbubbles (MBs). MBs as ultrasound contrast agents are widely used in medical imaging. Use of MBs in combination of DOX loaded liposomes facilitates the uptake of the drug because ultrasound cavitation results in opening of transient pores in cell membrane via a process named sonoporation. Herein, MB-LipoDOX complex was engineered to optimize the size of the complex as well as the loaded DOX content. For this purpose, determination of incubation temperature and time for DOX loading into liposome and optimization of liposome formulation for maximum DOX loading were studied. Ratios of Lipid/Cholesterol/PEGylated lipid, PEG chain length and PEG molar ratio in liposome were determined. Also, determination of Strept Avidin (StAv) to Biotin ratio in LipoDOX and the amount of LipoDOX in LipoDOX-MB complex were studied. For characterization, Dynamic Light Scattering (DLS) method, Fluorescence Spectrometry method and Coulter Counter device were used. Lipoosme size was found to be associated with the pore size of polycarbonate membrane (200nm) resulting in liposomes at around 190±5 nm in size . When the PEGylated lipid with PEG chain of 2000 was used in liposome structure, particle size distribution is more monodispersed than the others. The maximum amount of DOX loaded liposomes was obtained at 32% Cholesterol, 5% DSPE-PEG2000, after 90 min. incubation at 65oC incubation. Optimum StAv to Biotin ratio in LipoDOX was determined as 1.0. The optimum molar ratio of Biotinylated lipids in LipoDOX was determined as 0.05% and the optimum molar ratio of Biotinylated lipids in MBs was determined as 8%., Doksorubisin (DOX), kanser tedavisinde en yaygın kullanılan hidrofilik antikanser ilacıdır. Ancak serbest formda kullanıldığında, sadece kanser hücrelerine değil aynı zamanda sağlıklı hücrelere de zarar verir. DOX'un sağlıklı hücrelere zarar vermesini önlemek için, kapsülleme yöntemi kullanılır. Lipozomlar, DOX'un kapsüllenmesi için uygundur, ancak el-ayak sendromu ve ağız içi yaralarına sebep olmaktadır. Bu sebeple DOX'un hedeflenmiş tedavi yöntemi ile istenen bölgeye verilmesi son yıllarda oldukça ilgi kazanmıştır. Bu çalışmada, DOX lipozomların içine enkapsüle edilmiş ve DOX yüklü lipozomlar (LipoDOX) mikro-kabarcıklara (MB) bağlanmıştır. Ultrason kontrast maddeleri olarak MB'lar, tıbbi görüntülemede yaygın olarak kullanılmaktadır. MB'lar ultrason yardımıyla ilacın hedef hücre içine alımını kolaylaştırır. Çünkü ultrasonun yarattığı kavitasyon, sonoporasyona yani hücre zarındaki geçici gözeneklerin açılmasına, hücre geçirgenliğinin artmasına neden olur. MB-LipoDOX kompleksi, boyutunun yanı sıra, içeriğindeki DOX miktarının optimize edilmesi için tasarlanmıştır. Bu amaçla, optimum LipoDOX inkübasyon sıcaklığı, süresi ve liposozom formülasyonu incelenmiştir. Lipozomdaki Lipid / Kolesterol / PEGile lipit, PEG zincir uzunluğu ve PEG molar oranı belirlenmiştir. Ayrıca, LipoDOX'taki StAv/Biotin oranı belirlenmiş ve LipoDOX-MB kompleksi içindeki optimum LipoDOX miktarı incelenmiştir. Çalışmalarda, karakterizasyon için Dinamik Işık Saçılımı (DLS) yöntemi, Floresan Spektrometresi yöntemi ve Coulter Counter cihazı kullanılmıştır. Lipozom büyüklüğü 200 nm olarak belirlenmiştir. Lipozom yapısında PEG2000 kullanıldığında, partikül büyüklüğü dağılımının diğerlerinden daha monodispers olduğu gözlenmiştir. Maksimum DOX yüklü lipozomlar, lipozom formulasyonunda %32 Kolesterol ve %5 DSPE-PEG2000 kullanıldığında ve DOX ile lipozomlar 65oC’de 90 dakika inkübe edildiğinde elde edilmiştir. LipoDOX'taki StAv/Biotin oranı 1.0 olarak; LipoDOX'taki Biotinli lipid mol oranı %0,05 ve MB'daki Biotinli lipid mol oranı %8 olarak belirlenmiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 97-104), Text in English; Abstract: Turkish and English, Fuel oxygenate additives have been used as an alternative method to reduce the combustion emissions. The effects of methanol addition on n-heptane oxidation were investigated for one-dimensional, atmospheric pressure, laminar, premixed, fuel-rich flame at an equivalence ratio of 2.10. The Detailed Chemical Kinetic Modeling approach has been used to obtain information about the combustion characteristics of n-heptane and n-heptane/methanol flames. A detailed chemical kinetic mechanism was generated by merging two mechanisms of n-heptane (with the formation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs)) and methanol. The Master Mechanism consists of 4480 reactions and 945 species. Model validation was carried out using the experimental data available in the literature for different combustion systems. The Master Mechanism was investigated for the combustion of n-heptane and n-heptane/methanol flames using reaction sensitivity, rate of production, and reaction pathway analyses. The mole fraction profiles of low-molecular-weight stable species, single ring aromatics, and PAHs have been predicted by the model. Good agreements between the modeling and experimental results of species mole fractions for both flames have been achieved. The mole fractions of low-molecular-weight species, aromatics, and PAHs were reduced as the methanol was added to n-heptane flame. Acetylene, propargyl radical, and vinylacetylene have been found as important species for the formation of the first aromatic ring and PAH species. Model reduction was also carried out using directed relation graph method. The Reduced Mechanism consists of 1113 reactions and 156 species. The Reduced Mechanism was in a good agreement with the Master Mechanism in terms of the species mole fraction predictions of the n-heptane/methanol flame., Oksijenli yakıt katkı maddeleri, yanma süreçlerinden kaynaklanan emisyonları azaltmak için alternatif bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Metanol ilavesinin n-heptan oksidasyonuna etkileri 2.10 eşdeğerilk oranında, bir boyutlu, atmosferik basınç, laminer, önceden karıştırılmış, yakıt bakımından zengin alev için araştırılmıştır. Detaylı Kimyasal Kinetik Modelleme yaklaşımı, n-heptan ve n-heptan/metanol karışımının yanma özellikleri hakkında bilgi edinmek için kullanılmıştır. Detaylı kimyasal kinetik mekanizmada, n-heptan oksidasyonunu (polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH) oluşumu ile birlikte) ve metanol oksidasyonunu içeren literatürdeki iki farklı mekanizma kullanıldı. Geliştirilen Detaylı kimyasal Kinetik Mekanizma, 4480 reaksiyon ve 945 bileşikten oluşmaktadır. Modelin doğrulanması, literatürdeki farklı yanma sistemleri (laminer, önceden karıştırılmış, alev ve hızlı sıkıştırma makinesi) için mevcut deneysel veriler kullanılarak yapılmıştır. Geliştirilen ayrıntılı kimyasal kinetik model, n-heptan ve n-heptan/metanol alevlerinin yanması için reaksiyon hassasiyeti, üretim hızı ve reaksiyon yolu analizleri kullanılarak incelenmiştir. Düşük moleküler ağırlıklı kararlı bileşiklerin, tek halka aromatiklerin ve PAH’ların alev içerisindeki konsantrasyon (mol fraksiyon) profilleri model tarafından tahmin edilmiştir. n-Heptan/Metanol alevi için detaylı mekanizmanın bileşiklerin mol fraksiyonu tahminleri ile deneysel veriler arasında uyum vardır. Hem deneysel hem de modelleme sonuçlarına göre kararlı yapıdaki düşük moleküler ağırlıklı öncül bileşiklerin, aromatikler ve PAH'ların mol fraksiyonları, n-heptan alevine eklenen metanol katkısı ile azaldı. Asetilen, propargil radikali ve vinilasetilen, ilk aromatik halkanın ve PAH bileşiklerinin oluşumu için önemli öncül olarak bulunmuştur. Ayrıca, indirgenmiş mekanizma, yönlendirilmiş ilişki grafiği yöntemi kullanılarak üretildi. Geliştirilen İndirgendirmiş Mekanizma, 1113 reaksiyon ve 156 bileşikten oluşmaktadır. İndirgendirmiş Mekanizma, n-heptan/metanol alevi sırasında oluşan bileşiklerin mol fraksiyonu tahminleri açısından Detaylı Mekanizma ile iyi bir uyum göstermiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2019, Includes bibliographical references (leaves: 55-58), Text in English; Abstract: Turkish and English, The textile wastewater contains a significant level of organic dyes and inorganic salts. Separation of a vast amount of organic dyes and inorganic salts is important not only to comply with strict regulations but also to recover dyes for reuse during the process. Nanofiltration is proposed as a cost-effective alternative solution for dye and salt separation compared to traditional techniques. The main objective of this thesis is to develop a polyamideimide based positively charged nanofiltration membranes with high permeability, and high selectivity for separation of dyes and salts in textile wastewater treatment. Polyamide-imide (PAI) is an excellent choice for membrane production because of its superior processability, good mechanical features, and high chemical and thermal resistance. Its imide groups are crosslinked with polyethyleneimine (PEI), which is a suitable material to obtain a positively charged surface. In this study, support membranes of various pore sizes were produced by changing the composition of the coagulation bath and casting solution during the phase inversion method. Then, the optimum support membrane was in-situ modified with the alginate and coordinated with the metal ions for high permeability and high selectivity. The influences of the metal concentration and reaction time on the membrane performances were examined. It has been demonstrated that resulted nanofiltration membrane has high solute permeability (>22 L / m2 h bar), high dye rejection (~ 95 %) and low salt rejection (~ 11 %). Moreover, this membrane was tested in the treatment of real textile wastewater samples. Salts in wastewater permeated, while high amounts of dye were rejected., Tekstil atık suları önemli miktarda organik boya ve inorganik tuz içerir. Organik boya ve inorganik tuzun ayrılması, yalnızca yasal düzenlemelere uymak için değil, aynı zamanda işlem sırasında tekrar kullanılmak üzere boyaları geri kazanmak için de önemlidir. Nanofiltrasyon, geleneksel tekniklere kıyasla boya ve tuz ayırma için uygun maliyetli bir alternatif çözüm olarak önerilmiştir. Bu tezin temel amacı, tekstil atıksu arıtımında boya ve tuzların ayrılması için yüksek geçirgenliğe ve yüksek seçiciliğe sahip bir poliamid-imid (PAI) bazlı nanofiltrasyon membranı geliştirmektir. PAI, üstün işlenebilirlik, yüksek mekanik özelliği ile , yüksek kimyasal ve termal direnci nedeniyle membran üretimi için mükemmel bir seçimdir. Imid grupları, pozitif yüklü bir membran elde etmek için uygun bir malzeme olan polietilenimin (PEI) ile çapraz bağ yapabilir. Bu çalışmada, faz inversiyon yöntemi kullanılarak, koagülasyon banyosunun ve döküm çözeltisinin bileşiminin değiştirilmesi suretiyle çeşitli gözenek boyutlarında destek membranları üretilmiştir. Optimize edilen destek membranı aljinat ile modifiye edilmiş, ardından yüksek geçirgenlik ve yüksek seçicilik için metal iyonlarıyla koordine edilmiştir. Metal konsantrasyonunun ve reaksiyon süresinin membran performansına olan etkileri incelenmiştir. Elde edilen nanofiltrasyon membranının yüksek geçirgenliğe (> 22 L /m2 h bar), yüksek boya reddine (~ % 95) ve düşük tuz reddine (~ % 11) sahip olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, bu membran, gerçek tekstil atıksu numunelerinin arıtılmasında test edilmiştir. Sonuç olarak, tuzların membrandan geçtiği boya ve renkli bileşiklerin ise önemli oranda membran tarafından tutulduğu belirlenmiştir. Elde edilen membranlar Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Ray Analizi (EDX), Zeta Potansiyeli, Atomsal Kuvvet Mikroskopisi ve Temas Açısı ölçümü ile karakterize edilmiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 50-54), Text in English; Abstract: Turkish and English, The goal of this study was to investigate effect of reaction temperature, reaction time and solvent ratio (ethanol/acetone v/v%) on bio-oil yield, solid conversion and product distribution. Direct thermochemical biomass degradation to obtain bio-oil by using organic solvents is not a new process type, and it has some advantages over hydrothermal liquefaction technique. However, in literature, to our best knowledge, there is no study about hazelnut shell decomposition by using ethanol, acetone and their mixtures at sub/supercritical conditions. In this study, experiments were carried out between 220-300 °C, at three different temperatures (30, 60 & 90 min) for five different solvent ratios. Highest solid conversion achieved at 300 °C by using pure ethanol was 64.2%, whereas highest bio-oil yield was found as 44.2% at 300 °C with 50/50 (EtOH/Ac: v/v). Ethanol and acetone showed different characteristics during the experiments and their effect on the conversion and bio-oil yield were discussed. Statistical analysis showed that time, temperature, ratio and temperature-time are affecting parameters for the conversion and bio oil yield while time-ratio and temperature-ratio are not. According to GC-MS results, product distribution changed with respect to solvent type and ratio., Bu çalışmanın amacı, fındık kabuğu atıklarından kritiküstü etanol, aseton ve bu çözgenlerin karışımları kullanılarak üretilecek biyo-yağın veriminin, fındık kabuğu dönüşüm oranının ve ürün dağılımının, reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi ve çözgen oranlarından nasıl etkileneceğini araştırmaktır. Daha önce, fındık kabuğu atıkları kullanılarak kritiküstü etanol, aseton ve bu çözgenlerin karışımları kullanılarak biyo-yağ eldesi literatürde araştırılmamıştır. Deneyler, sıcaklık olarak 220, 260 ve 300 oC, reaksiyon süresi olarak 30, 60, 90 dakika, 5 farklı etanol/aseton oranında yapılmıştır. En yüksek katı dönüşümü, saf etanol kullanılarak 300 oC’de 64.2% olarak elde edilirken; en yüksek biyo-yağ verimi, etanol/aseton hacimsel oranının 50/50% ve reaksiyon sıcaklığının 300 oC olduğu koşullarda 44.2% olarak bulunmuştur. Etanol ve aseton biyoyağ veriminde ve katı dönüşümünde farklı etkilere sahiptir. İstatistiksel analiz sonucunda; reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, çözgen oranları katı dönüşümü ve biyo-yağ verimi üzerinde etkiye sahipken, reaksiyon süresi*çözgen oranı ve reaksiyon sıcaklığı*çözgen oranı gibi iki yönlü değişkenler etkiye sahip değildir. GC-MS sonuçlarına göre ürün dağılımı çözgen tipi ve çözgen oranına göre değişiklik göstermiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 81-84), Text in English; Abstract: Turkish and English, In this study, acidic mesoporous catalysts, sulfonated and non-sulfonated Zr-SBA15 (08), Zr-SBA15 (10), Ti-SBA15 (10) and Ti-SBA15 (20), were prepared for oxirane ring opening reaction of epoxidized soybean oil with methanol. Two different amounts of Zr and Ti incorporated into SBA-15. They were prepared by hydrothermal synthesis. Their sulfated forms were prepared by treating Zr-SBA15 based catalyst with H2SO4 and Ti-SBA15 based catalysts by (NH4)2SO4. The catalytic activities of all catalysts in oxirane ring opening reaction were tested in a 250 ml glass batch reactor at 60 oC. The catalysts characterisation showed that Zr was succesfully loaded into SBA-15 catalyts. Low Ti content (Ti-SBA-15(20) incorporated into SBA-15 whereas anatase was observed for high Ti content (Ti-SBA15 (20)). All the catalysts had mesopore structure and were acidic. While acidity increased with sulfation significantly, slight acidity change was observed with incoporated metal amount. Zr-SBA15 based catalysts had higher acidity than Ti-SBA15 based catalysts. The catalysts showed different activities in oxirane ring opening reaction. The activities of the catalysts affected from their acidity. Zr based catalysts showed higher catalytic activity than Ti based catalysts. Higher activities were observed over non sulfated catalysts even they had low acidity. Activity of the catalysts decreased with the acidity. The formation of soy based polyols were determined by FTIR and H-NMR analysis. The highest epoxide conversion was observed over Zr-SBA15 (08) which was 84.08%. This activity was followed by Zr-SBA15 (10) which provided 57.77 %., Bu çalışmada, asidik mezo gözenekli katalizörler, sülfatlanmış ve sülfatlanmamış Zr-SBA15 (08), Zr-SBA15 (10), Ti-SBA15 (10) ve Ti-SBA15 (20), epokside soya yağının metanolle oksiran halka açma tepkimesinde kullanılması için hazırlanmışlardır. Bu katalizörler, SBA15’in iki farklı miktarda Zr ve Ti destelenmesiyle elde edilmiştir. Bu katalizörler hidrotermal sentez yöntemiyle hazırlanmıştır. Zr-SBA15 bazlı katalizörün H2SO4 ve Ti-SBA15 bazlı katalizörlerin (NH4)2SO4 ile muamele edilmesiyle bu katalizörlerin sülfatlanmış halleri elde edilmiştir. Tüm katalizörlerin oksiran halka açma tepkimesindeki katalitik aktiviteleri 250 mL’lik kesikli bir cam reaktörde 60 °C’de test edilmiştir. Katalizörlerin karakterizasyon çalışması kapsamında BET, XRD, FT-IR, NH3-TPD analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda, mezo gözenekli SBA15’in, Zr ve Ti ile başarıyla desteklendiği bulunmuştur. Ayrıca, tüm katalizörlerin mezzo gözenekli yapıya sahip olduğu bulunmuştur. Tüm katalizörlerin asidik olduğu bulgulanırken, Zr-SBA15 bazlı katalizörlerin Ti-SBA15 bazlı katalizörlerden daha asidik olduğu görülmüştür. Katalizörler, oksiran halka açma tepkimesinde farklı etkinlikler göstermişlerdir. Etkinlikleri asitliklerinden etkilenmiştir. Sülfatlanmış katalizörler sülfatlanmamışlara göre daha düşük katalitik etkinlik göstermişlerdir çünkü sülfatlanmamış katalizörlerin asitlikleri sülfatlanmış katalizörlerinkinden yüksektir. Sonuç olarak, sülfatlanmamış katalizörler oksiran halka açma tepkimesinde oldukça etkindirler. Soya bazlı polyollerin oluşumu FT-IR ve H-NMR analizleriyle belirlenmiştir. En yüksek epokside dönüşümü ZrSBA-15 (0.8) varlığında % 84.08 olarak görülmüştür. Bunu, % 57.77 ile Ti-SBA15 takip etmiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 38-40), Text in English; Abstract: Turkish and English, The most substantial factor restricting the extensive application of membrane processes is the fouling problem resulting from the deposition of solutes in water on the surface or within the pores of membranes. The frequently used chemical washing procedure to eliminate the fouling issue causes environmental pollution and shortens the membrane life. In order to overcome these disadvantages, the development of membranes possessing low fouling potential is needed. In recent years, the stimuliresponsive polymers have received attention for developing membranes possessing low fouling potential. The antifouling property of these membranes is controlled through the change in their conformation and hydrophilic/hydrophobic characteristics as a response to change in external stimuli such as pH, temperature and ionic strength. The aim of this study was to design antifouling nanofiltration membranes (NF) using a pentablock copolymer which consists of temperature responsive Pluronic F127 (PEO-b-PPO-b- PEO) in the middle block and pH responsive poly(N,N-(diethylamino)ethyl methacrylate) (PDEAEM) in the end blocks. Effects of pH and temperature responsiveness on the membrane fouling were investigated. Fouling tendencies of the membranes were evaluated by using Bovine Serum Albumin (BSA), Alginate (ALG) as organic foulant and Escherichia coli (E.coli) as biological foulant. NF membranes were characterized by scanning electron microscope (SEM), contact angle and zeta potential measurements. It was demonstrated that pentablock copolymer coated membranes displayed antifouling resistance by changing filtration pH and temperature., Membran proseslerinin yaygın olarak kullanımını kısıtlayan en önemli faktör su içinde bulunan kolloidler, çözünmüş katı maddeler, organik maddeler, mikroorganizmalar gibi kirleticilerin membran yüzeyinde ya da membran gözenekleri arasında birikmesinden kaynaklanan kirlenme problemidir. Kirliliği gidermek için sık sık uygulanan kimyasallarla yıkama işlemi hem çevreye zarar vermekte, hem de membranın ömrünü kısaltmaktadır. Bu dezavantajların ortadan kaldırılabilmesi için kirlenme potansiyeli düşük membranların geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Son yıllarda, dış uyarıcılara tepki veren polimerler düşük kirlenme potansiyeline sahip membranlarının geliştirilmesinde önem kazanmıştır. Bu membranlarının kirlenmeme özelliği sıcaklık, pH ve iyonik güç gibi dış uyarıcılara cevap olarak konformasyonları ile hidrofilik/hidrofobik karakterlerindeki değişimden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmanın amacı orta blok olarak sıcaklığa duyarlı Pluronic F127 (PEO-b-PPO-b-PEO) ve uç bloklar olarak pH'a cevap veren poli(N, N- (dietilamino) etil metakrilat) (PDEAEM) içeren bir pentablok kopolimerle kirlenmeyen nanofiltrasyon membranı geliştirmektir. pH ve sıcaklığın membranların kirlenmesi üzerine etkileri incelenmiştir. Membranların kirlenme yatkınlığı sığır serum albümini ve aljinik asit organik kirletici olarak ve koli basili biyolojik kirletici olarak seçilerek ölçülmüştür. NF membranları taramalı electron mikroskobu (SEM), temas açısı ve zeta potansiyeli ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Pentablok kopolimer kaplı membranların pH ve sıcaklık değişimine bağlı olarak kirlenmeme direnci gösterdiğini belirlenmiştir., The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) (115M464)

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 109-131), Text in English; Abstract: Turkish and English, Currently, bone tissue engineering applications comprise the development of smart materials that can induce tissue regeneration meanwhile supporting the defect site of the body. Despite of the advancements, inflammation is still a serious problem that threatens human health at the post-implantation period. To overcome potential inflammations, antibiotic therapy is commonly employed in clinical trials. However, antibiotic therapy causes some side effects such as ototoxicity and nephrotoxicity, especially when applied in high doses. Therefore, local drug delivery systems play a vital role in bone disorders due to the elimination of disadvantages introduced by conventional methods. In the presented study, it was aimed to develop chitosan-based composite nanospheres as a controlled drug delivery system against bone infections. Accordingly, chitosan and montmorillonite nanoclay was homogenized with microfluidizer and electrosprayed to obtain spherical nanoparticles. The optimum electrospraying conditions were investigated using response surface methodology. Vancomycin and Gentamicin antibiotics were incorporated in the polymeric matrix to provide controlled release at the defect region to overcome inflammations after implantation. The prepared nanospheres were characterized in terms of morphology, hydrodynamic size distribution, surface charge, drug encapsulation efficiency and release profiles. The dominant drug release mechanism was determined by empirical mathematic models. Drug loaded nanospheres have been successfully produced with a size range of 180-350 nm. High encapsulation efficiency was achieved (80-95%) with a controlled drug release up to 30 days. Fickian diffusion was found as the main mechanism in drug delivery from spherical CS/MMT nanocomposites. The in vitro release medium of nanospheres showed strong antimicrobial activity against gram-positive S. aureus and gram-negative E. coli bacteria. Furthermore, it was found that the nanospheres did not show any cytotoxic effect to 3T3 and SaOS-2 cell lines. These results demonstrated that the prepared nanospheres can be a promising option for bone infection prevention., Günümüzde, kemik doku mühendisliği uygulamaları iyileşme sürecinde destek olabilen aynı zamanda da doku rejenerasyonunu tetikleyen akıllı malzemelerin geliştirilmesini içermektedir. Ancak bu gelişmelerin yanısıra, transplantasyon sonrası dönemde yaşanan inflamasyon sorunu, insan sağlığını tehdit eden ciddi bir problemdir. Genellikle klinik çalışmalarda olası inflamasyon probleminin üstesinden gelebilmek için hastalara antibiyotik tedavisi uygulanmaktadır. Fakat antibiyotik tedavisi özellikle yüksek dozda uygulandığında ototoksisite ve nefrotoksisite gibi bazı yan etkilere yol açmaktadır. Bu nedenle, lokal ilaç salım sistemleri geleneksel yöntemlerin dezavantajlarını kaldırarak kemik defektlerinde hayati bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, kemik enfeksiyonlarına karşı kontrollü ilaç salım sistemi olarak kitosan bazlı kompozit nanokürelerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle, kitosan ve montmorrilonit nanokil katkısı mikroakışkanlaştırıcı ile homojenize edilip elektrospreylenmiştir. Vankomisin ve Gentamisin antibiyotikleri defekt bölgede inflamasyonu engelleme amacıyla kontrollü salınım sağlanması için polimerik matrikse dahil edilmiştir. Hazırlanan nanoküreler, morfoloji, hidrodinamik boyut dağılımı, yüzey yükü, enkapsülasyon verimi ve ilaç salınım profilleri açısından karakterize edilmiştir. Baskın ilaç salım mekanizması empirik matematik modelleri ile belirlenmiştir. İlaç yüklü nanoküreler, 180-350 nm boyut aralığında başarıyla üretilmiştir. Hazırlanan nonükerelere yüksek miktarda ilaç yüklemesi (80-95%) sağlanarak 30 gün boyunca kontrollü ilaç salımı gerçekleştirilmiştir. Nanokompozit CS/MMT kürelerin ilaç salım davranışı difüzyon ile kontrol edilmiştir. Kürelerin salım sıvıları gram pozitif S. aureus ve gram negatif E. coli bakterilerine karşı antimikrobiyal aktivite göstermiştir. Ayrıca, nanoküreler 3T3 ve SaOS-2 hücre hatlarında herhangi bir sitotoksik etki göstermemiştir. Elde edilen sonuçlar, hazırlanan nanokürelerin kemik enfeksiyonuna karşı umut verici bir seçenek olabileceğini göstermektedir., The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK)

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. 53-54), Text in English; Abstract: Turkish and English, In this study, it was aimed to develop heterogeneous acidic mesoporous catalysts for epoxidation of soybean oil. For this, Ti-SBA-15 catalysts were prepared by hydrothermal synthesis with two Si/Ti molar ratios (10, 20). MoO3/Ti-SBA-15 catalyst were prepared by impregnating on the prepared Ti-SBA-15 catalysts. Two different loadings (8 and 12 %) were performed. The soybean oil epoxidation tests were performed in Radley multistation glass reactor system by hydrogen peroxide in ethyl acetate at 75 °C with stirring rate of 900 rpm. For comparison purposes, homogeneous catalysts tests were also performed with H2SO4. The catalyst were found to have mesoporous structure. Titania was succesfully incorporated in to SBA-15. Increasing titania content did not change acidity significantly. Loading of MoO3 decreased the surface area of Ti-SBA-15. Molybdenum loading increased the acidity of the catalysts. The acidity of MoO3/Ti-SBA-15 with 8 % wt MoO3 loading and 10 Si/Ti mole ratio was the highest. The catalysts showed different activities in epoxidation of soybean oil. Some catalysts deactivated. Others showed that the soy bean oil conversion and selectivity to epoxides increased with the acidity of the catalysts. The most active and selective catalyst was found to be 8% MoO3/Ti-SBA-15(10) which gave 35.6 % soybean oil conversion and 35.6 % selectivity to epoxides., Bu çalışmada, soya yağının epoksidasyonu için asidik mezogözenekli heterojen katalizörler geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bunun için, Ti-SBA-15 iki farklı Si/Ti mol oranlarında hidrotermal sentez ile hazırlanmıştır. MoO3/Ti-SBA-15 katalizörü, hazırlanan Ti-SBA-15 katalizörlerine molibdenumun emdirme yöntemiyle yüklenmesi ile hazırlanmıştır. İki farklı yükleme miktarı (8 % ve 12 %) yapılmıştır Epoksidasyon reaksiyonu testleri etil asetat içinde hidrojen peroksit ile 900 rpm karıştırma hızıyla Radley cam reaktör sisteminde gerçekleştirilmiştir. Karşılaştırma amacıyla, homojen katalizör testleri de H2SO4 ile gerçekleştirilmiştir. Katalizörün mezogözenekli bir yapıya sahip olduğu bulunmuştur. Titania, SBA-15'e başarılı bir şekilde eklenmiştir. Artan titanya miktarı asitliği önemli ölçüde değiştirmemiştir. MoO3'ün yüklenmesi Ti-SBA-15'in yüzey alanını azaltmıştır. TiSBA-15 katalizörlerinin yüzey alanları MoO3/Ti-SBA-15 katalizörlerinden önemli ölçüde daha yüksektir. Molibdenum yüklemesi, katalizörlerin asitliğini arttırmıştır. MoO3/Ti-SBA-15'in asitliği 8 wt% MoO3 ve 10 Si / Ti oranı ile en yüksek olmuştur. Katalizörler, soya yağının epoksidasyonu için farklı aktiviteler göstermiştir. Bazı katalizörler aktifliklerini (deaktive) tepkime de kaybettiler. Diğerleri soya yağı dönüşümünün ve epoksitlere olan seçiciliğin, katalizörün asitliği ile arttığını göstermiştir. En aktif ve seçici katalizör 35.6 % soya yağı dönüşümü ve 35.6 % epoksit seçiciliği veren 8% MoO3/Ti-SBA-15(10) olarak bulunmuştur.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 96-102), Text in English; Abstract: Turkish and English, To understand the complex combustion characteristics of gasoline, n-heptane is used as one of the two major reference fuels. The emissions resulted from incomplete combustion are one of the main issues caused from usage of high amount of fossil fuels in transportation and energy generation sectors. The main purpose of this study is to model one-dimensional premixed, laminar, burner-stabilized fuel-rich n-heptane flame to understand its combustion characteristics in mainly fuel-rich conditions. Detailed chemical kinetic modeling technique was used to get high amount of information about the ignition characteristics of n-heptane and formation nature of emissions. A detailed chemical kinetic mechanism was generated by combining several mechanisms from the literature that related with possible products of fuel-rich n-heptane combustion. The detailed mechanism consists of 4185 reactions and 893 species. Validations of the model were done with various experimental data available in the literature such as premixed laminar flames and jet stirred reactors. After generating the kinetic model, detailed investigation of the n-heptane flame was done by using rate of production, reaction sensitivity and reaction pathway analyses. One of the attributes of fuel-rich flames, Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) formation kinetics were also investigated. Acetylene (C2H2), propargyl radical (C3H3), and vinylacetylene (C4H4) were found as the main precursors of the first aromatic ring and PAH formation as a result of pathway and rate of production analyses. The generated model was able to predict most of the major, minor and trace components that formed in the flame that modeled. A reduced model was also generated by using directed relation graph with error propagation (DRGEP) mechanism reduction technique on the detailed mechanism. The reduced mechanism consists of 1879 reactions and 359 species. The species mole fraction predictions of detailed and reduced mechanism were very close to each other. Most of the species formed in the flame were predicted by the reduced mechanism with less computational afford than detailed mechanism., Benzinin karmaşık yanma özelliklerini anlamak için kullanılan iki ana referans yakıttan birisi n-heptandır. Ulaşım ve enerji üretimi sektörlerinde yüksek miktarda fosil yakıt kullanımı nedeniyle ortaya çıkan temel sorunlardan birisi eksik yanma sonucu açığa çıkan emisyonlardır. Bu çalışmanın temel amacı, yakıt açısından zengin koşullarda nheptanın yanma özelliklerini anlayabilmektir. Bu sebeple tek boyutlu önceden karıştırılmış, laminar, yakıt bakımından zengin n-heptan alevi detaylı kimyasal kinetik modelleme (DKKM) tekniği kullanılarak modellenmiştir. DKKM tekniği sayesinde nheptanın tutuşma özellikleri ve emisyonların oluşum özellikleri kapsamlı bir sekilde incelenebilmiştir. Literatürden çeşitli mekanizmaların birleştirilmesiyle detaylı bir kimyasal kinetik mekanizma oluşturulmuştur. Detaylı mekanizma 4185 reaksiyon ve 893 türden oluşmaktadır. Modelin doğrulanması, literatürden elde edilen önceden karıştırılmış laminar alevler ve jetle karıştırılan reaktörler gibi çeşitli deneysel verilerle yapılmıştır. Kinetik model oluşturulduktan sonra, n-heptan alevinin ayrıntılı araştırması, üretim hızı, reaksiyon duyarlılığı ve reaksiyon yolu analizleri kullanılarak yapılmıştır. Yakıt açısından zengin alevlerin özelliklerinden biri olan polisiklik aromatic hidrokarbon (PAH) oluşumunun kinetiği de araştırılmıştır. Üretim hızı analalizleri sonucu asetilen (C2H2), propargil radikali (C3H3) ve vinilasetilen (C4H4) ilk aromatik halkanın ve PAH oluşumunun ana öncüleri olarak bulunmuştur. Modellenen alevde oluşan birincil (major), ikincil (minor) ve eser türlerin çoğu geliştirilen mekanizma ile tahmin edilmiştir. Detaylı modelde mekanizma indirgeme tekniği kullanılarak oluşturulan iskelet bir mekanizma da geliştirilmiştir. İndirgenmiş mekanizma 1879 reaksiyon ve 359 türden oluşmaktadır. İndirgenmiş mekanizma, alevde oluşan bileşiklerin çoğunu daha az hesaplama gücü kullanarak tahmin edebilmeyi başarmıştır.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2018, Includes bibliographical references (leaves: 50-53), Text in English; Abstract: Turkish and English, Cu-BTC is synthesized from Copper(II) nitrate and benzene-1,3,5-tricarboxylic acid and it is one of the most common metal organic framework which is used for catalysis, sensing, controlled release, separation and storage processes. The application areas of Cu-BTC could be increased by deposition on different surfaces. Cu-BTC is positively charged and to deposit Cu-BTC on a surface, the surface must have negative charge. The most common natural material with negative charge is cellulose. Raw pulp fibers, cotton and viscose fabrics are rich in terms of cellulose, so they were used as cellulose source. The aim in this study is to deposit Cu-BTC on pulp fibers, cotton and viscose fabrics and then, to investigate their sensing properties. In order to investigate whether Cu-BTC was deposited on cotton, pulp, and viscous fibers or not, a characterization study was carried out to investigate their properties. In this context, XRD, SEM, FT-IR, ATR-IR analysis were performed. As a result of the characterization study, it was concluded that the Cu-BTC was deposited on the pulp, cotton fibers, and viscous successfully. The Cu-BTC deposited substrates showed sensing activity against humidity and NH3 gas., Cu-BTC, Bakır (II) nitrat ve Benzen-1,3,5-trikarboksilik asitten sentezlenir ve kataliz, duyarlılık (belirli gazlara karşı), kontrollü salınım, ayırma ve depolama işlemleri için kullanılan en yaygın metal organik yapılardan biridir. Cu-BTC'nin uygulama alanları farklı yüzeylere tutturulmasıyla arttırılabilir. Cu-BTC pozitif yüklüdür ve bir yüzeyde Cu-BTC'nin tutunabilmesi için yüzeyin negatif yüklü olması gerekir. Negatif yüklü en yaygın doğal malzeme selülozdur. Ham kağıt hamuru lifleri, pamuk ve viskon kumaşlar selüloz açısından zengindir, bu nedenle selüloz kaynağı olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada, Cu-BTC'nin pamuk, kağıt hamuru ve vorteks lifleri üzerine tutturulması amaçlanmış ve daha sonra asensör özellikleri araştırılmıştır. Cu-BTC'nin kağıt lifleri, pamuk ve viskon kumaşlar üzerinde tutunup tutunmadığını araştırmak ve özelliklerini araştırmak için bir karakterizasyon çalışması yapılmıştır. Bu kapsamda XRD, SEM, FT-IR, ATR-IR analizleri yapıldı. Karakterizasyon çalışması sonucunda, Cu-BTC'nin kağıt hamuru, pamuk ve viskon kumaşlar üzerinde başarılı bir şekilde tutunduğu sonucuna varılabilir. Cu-BTC tutunan bu malzemeler nem ve NH3 gazına karşı duyarlılık göstermiştir.

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.

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)

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2017, Includes bibliographical references (leaves: 45-52), Text in English; Abstract: Turkish and English, In this study, water soluble keratose proteins were extracted from “Ovis aries” wool using peracetic acid oxidation with a yield of 35 ± 5 %. Wool samples and the extracted keratose proteins were characterized by using FT-IR, XRD, SEM and TGA techniques. α-keratose fractions (MW = 43-53 kDa) along with cleaved fragments of α-keratoses with molecular weights between 23 and 33 kDa were identified in the extracted protein mixture using SDS-PAGE analysis. DLS and AFM experiments indicated self-assembled globular nanoparticles with diameters of 20-40 nm formed at 5 and 10 mg/ml keratose concentrations. On the other hand, at 10 % w/v keratose concentration interconnected keratose hydrogels with pore sizes of 6 ± 4 and 7 ± 4 μm were obtained upon incubation at 37 and 50 °C, respectively. Storage moduli (G’) of these physical hydrogels were increased from ~100 to ~1000 Pa, as gelation temperature was increased from 37 to 50 °C. Hydrogels were also obtained at 7.5 % w/v keratose concentration by the addition of a crosslinker, THPC. Amine group:crosslinker ratio was used as 1:1, 1:2 and 1:4. As the amount of crosslinker increased, network transformed from fibrous to more planar structures exhibiting a significant decrease in average pore size from 24 to 11 μm. G’ values of the crosslinked hydrogels were obtained between ~1 and ~5 kPa tuned by the crosslinking amount. Cell interaction properties of a select physical hydrogel prepared at 37 °C was tested using CCK-8 assay. It was observed that the keratose hydrogel supported L929 mouse fibroblast cell proliferation as much as collagen, which suggests that these keratose hydrogels can be promising candidates in soft tissue engineering applications., Bu çalışmada, keratoz proteinleri, “Ovis aries” adı verilen evcil koyun türünün yününden, perasetik asit oksidasyonu kullanılarak yaklaşık 35% verim ile çıkartılmıştır. Yünler ve elde edilen keratoz proteinleri, FT-IR, XRD, SEM ve TGA teknikleri ile karakterize edilmiştir. SDS-PAGE analizi ile bu protein karışımının 43-53 kDa molekül ağırlığına sahip olan α-keratoz proteinlerinden ve 23-33 kDa aralığında bu proteinlerin parçalarından oluştuğu saptanmıştır. DLS ve AFM testleri, 5 ve 10 mg/ml derişime sahip keratoz çözeltilerinin 20-40 nm hidrodinamik çapa sahip küresel nanotaneciklere kendiliğinden düzenlendiğini göstermiştir. Öte yandan, keratoz konsantrasyonu 100 mg/ml seviyesine çıkarıldığında ve sırasıyla 37 ve 50 °C sıcaklıklar altında inkübe edildiğinde, ortalama gözenek boyutları sırasıyla 6 ± 4 and 7 ± 4 μm olan hidrojel ağlarının elde edildiği görülmüştür. Bu fiziksel hidrojellerin inkübasyon sıcaklıklarının 37 °C’den 50 °C ye çıkarılmasıyla, saklanan modül (G’) değerinin 100 Pa’dan 1000 Pa değerine çıktığı gözlemlenmiştir. Hidrojeller ayrıca kütlece % 7.5 keratoz konsantrasyonuna sahip olan protein çözeltilerine THPC kimyasal çapraz bağlama ajanları eklenerek de oluşturulmuştur. 1:1, 1:2 ve 1:4 amin grubu:çapraz bağlayıcı oranlarında 3 farklı tipte kimyasal hidrojel hazırlanmıştır. Bu oran arttıkça, jel ağının iğsi yapıdan düzlemsel yapıya doğru değiştiği ve ortalama gözenek çapının 24 μm’den 11 μm’ye düştüğü gözlemlenmiştir. 1 kPa ve 5 kPa arasında elde edilen G’ değerlerinin THPC miktarının değişimi ile kontrol edilebildiği saptanmıştır. 37 °C’de hazırlanmış seçilmiş fiziksel hidrojelin hücre etkileşim özellikleri CCK-8 yöntemi ile test edilmiştir. Bu hidrojelin L929 fare fibroblast hücrelerinin büyümesini kollajen kadar desteklediği görülmüş ve keratoz bazlı hidrojellerin yumuşak doku mühendisliğinde gelecek vaat eden adaylar olabileceği öngörülmüştür.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2017, Includes bibliographical references (leaves: 80-85), Text in English; Abstract: Turkish and English., Textile industry generates coloured wastewater containing a significant level of dye/inorganic salts. Environmental concerns and efficient energy use make the recovery of reusable water and salts from textile wastewater vital globally. Ceramic nanofiltration (NF) membranes are becoming increasingly important for the recovery and purification of dyes and salts (e.g., NaCl) in high salinity waste streams. They have superior chemical/mechanical/thermal properties compared to their polymeric counterparts. Desalination performances of the ceramic NF membranes depend on the concentration and chemical structure of the target ions, pH of feed and the wastewater stream along with the chemical/surface/nanostructural properties of the selective NF layer. Metal oxides are generally used as NF layer materials due to their amphoteric behaviour. Repulsive/attractive forces between the ionic species in the solution and the NF layer may make the separation of ionic species possible. In this work, zirconia doped titania based NF layers were designed. Desalination experiments were conducted with 10-3 M Na2SO4 and MgSO4 salts at different pH values. Salt retention capacities of 5 different membranes were determined. Percent retention was calculated using ion concentrations in permeate and retentate streams. The Mg2+ and SO4 -2 ion concentrations were determined by titration with 0.01 M EDTA and by spectrophotometer at 420 nm, respectively. A clear pH dependency of the salt retention was found in filtration tests. The highest SO4 -2 and Mg+2 ion retentions were obtained with using MF+disperel (boehmite)+P2 (600 0C)+TTIP hydrosol+Ti/Zr polymeric (double layer) membrane as 95% and 91%, respectively., Tekstil endüstrisi, büyük miktarda boya/inorganik tuz içeren renkli atık su üretmektedir. Çevresel kaygılar ve verimli enerji kullanımı, tekstil atıksuyundan gelen yeniden kullanılabilir su ve tuzların hayati bir önem taşımasını sağlamıştır. Seramik nanofiltrasyon (NF) membranları, yüksek derecede tuz içeren atıksularda, boyalar ve tuzların (örn., NaCl) geri kazanılması ve saflaştırılması için gittikçe önem kazanmaktadır. Seramik membranlar polimerik membranlara kıyasla üstün kimyasal/mekanik/termal özelliklere sahiptirler. Seramik NF membranlarının tuzdan arındırma performansları, hedef iyonların konsantrasyonuna ve kimyasal yapısına, beslenen atıksuyun pH’ına, atık su akışına ve seçici NF tabakasının kimyasal/yüzey/nano-yapısal özelliklerine bağlıdır. Amfoterik davranışlarından dolayı metal oksitler NF tabakası malzemesi olarak kullanılırlar. NF tabakasının yüzey yükü, büyük oranda beslenen atıksuyun pH'ına bağlıdır. Çözeltideki iyonik tuzlar ile NF tabakası arasındaki itici/çekici kuvvetler, iyonik tuzların ayrılmasını mümkün kılar. Bu çalışmada, zirkonya katkılı titanyum esaslı NF tabakaları tasarlandı. Desalinasyon deneyleri, farklı pH değerlerinde 10-3M Na2SO4 ve MgSO4 tuzları şle gerçekleştirilmiştir. 5 farklı membranın tuz tutma kapasiteleri belirlendi. Membranların tuz tutma yüzdeleri süzüntü ve kalıntı örneklerinin iyon konsantrasyonları kullanılarak hesaplanmıştır. Mg2+ iyon konsantrasyonu, 0.01 M EDTA titrasyonuyla, SO4 -2 iyon konsantrasyonu ise 420 nm dalga boyunda spektrofotometre ile tespit edilmiştir. Filtrasyon testleri sonucunda tuz tutulumunun pH’a bağlı olduğu açıkça görülmüştür. En yüksek SO4 -2 ve Mg2+ iyon tutulmaları sırasıyla % 95 ve% 91 olarak MF+disperal (böhmit)+P2 (600 0C)+TTIP hidrosol+Ti/Zr polimerik (çift katmanlı) membran kullanılarak elde edilmiştir., The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK- ÇAYDAG 113Y344)

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2017, Includes bibliographical references (leaves: 57-62), Text in English; Abstract: Turkish and English, Nanofiltration (NF) membranes are usually prepared in thin film composite (TFC) structure through polymerization of various monomers or coating of previously synthesized polymer on porous support membranes. Layer by layer (LbL) deposition of polyelectrolytes on a porous support is a facile and convenient method for the sake of producing NF membranes. This study intends to manufacture TFC NF membrane via alternating polyelectrolyte deposition with limited number of layers on polysulfone/sulfonated polyethersulfone (PSF/SPES) porous support membrane. Polyethyleneimine (PEI) and alginate (ALG) were chosen as polyelectrolyte pairs. The support membranes with different pore sizes were prepared via nonsolvent induced phase inversion method by changing compositions and thickness of casting solution as well as composition of coagulation bath. The polyelectrolytes were deposited dynamically in a dead end filtration module at 1 bar. The influences of supporting electrolyte, polyelectrolyte pH and concentration as well as type of coating method on the membrane performances were investigated. The membranes were characterized by SEM, AFM, staining, and contact angle measurements. Stability and fouling tendency of produced membranes were determined. It was demonstrated that NF membrane (83% PEG1000 rejection) with a high flux (14 L/m2.h.bar) can be manufactured by depositing only a single layer of PEI. Further deposition of ALG on PEI-coated membrane resulted in water permeability of 15.5±0.3 L/m2.h.bar with 89.1±0.6% PEG1000 rejection by adjusting PSF:SPES ratio to 4:1., Nanofiltrasyon membranları genellikle ince film kompozit (TFC) yapıları şeklinde çeşitli monomerlerin polimerleşmeleri ya da önceden sentezlenmiş polimerin, destek membranlarının üzerine kaplanmasıyla hazırlanır. Polielektrolitlerin gözenekli bir destek üzerine tabaka tabaka kaplanması, nanofiltrasyon membranları üretebilmek için kolay ve elverişle bir yöntemdir. Bu çalışma, gözenekli polisulfon/sülfonlanmış polietersülfon (PSF/SPES) destek membranı üzerine, sınırlı katman sayısı ve birbirini izleyen polielektrolit kaplama yöntemiyle TFC nanofiltrasyon membranı üretmeyi amaçlamıştır. Polietilenimin (PEI) ve alginat, polielektrolit çiftleri olarak seçildi. Çeşitli gözenek büyüklüklerine sahip destek membranları, döküm çözeltisinin bileşimi ve kalınlığının yanı sıra, koagulasyon banyosun bileşimini değiştirerek faz değiştirme yöntemiyle hazırlandı. Polielektrolitler, 1 bar’da sonlu filtre ünitesinde dinamik bir şekilde kaplandı. Kaplama yönteminin yanı sıra, polielektrolit pH ve konsantrasyonu ile destekleyici elektrolitin membran performansı üzerindeki etkileri incelendi. Membranlar taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik güç mikroskobu (AFM), boyama ve kontak açı yöntemleriyle karakterize edildi. Üretilen membranların stabilite ve kirlenme eğilimi belirlendi. Sadece tek katman PEI ile kaplayarak, yüksek akıya sahip (14 L/m2.h.bar) nanofiltrasyon membranının (83 % PEG1000 tutma) üretilebileceği gösterildi. PSF:SPES oranını 4:1’e ayarlayarak ve PEI ile kaplanmış membran üzerine alginat katmanını ilave ederek saf su geçirgenliği 15.5±0.3 L/m2.h.bar olan ve PEG1000 geçişini 89.1±0.6 % engelleyen membran üretilmiştir

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2016, Includes bibliographical references (leaves: 55-59), Text in English; Abstract: Turkish and English, x, 61 leaves, In this study, it was aimed to develop drug delivery systems with high drug release rate, capable of overcoming multidrug resistance of cancer cells. The first generation drug delivery system (DDS) denoted as mPEG-AT3-DOX was prepared by methoxy polyethylene glycol (mPEG) and peptide conjugation, and the model anticancer drug, DOX, was attached to the mPEG-peptide carrier system using stable amide linkage. mPEG was used to increase blood circulation time of the DDS. Designed peptide (AT3 = CG3H6R2ALALG3E) controls release of the drug via RRALAL sequence, which is a substrate for a lysosomal enzyme, cathepsin B, overexpressed in most of the tumor cells. pH responsive histidines and reactive amino acids (glutamic acid and cysteine) for drug and mPEG conjugations were also added to the peptide sequence. The peptide synthesized by using Fmoc chemistry was conjugated to mPEG-maleimide via Michael addition reaction. DOX was attached to the carboxylic acid group present in the carrier system (mPEG-AT3) via amide linkage. Mass spectroscopy and HPLC were used to assess the purity of the AT3 and mPEG-AT3. At pH 7.4, mPEG-AT3-DOX exhibited bimodal size (hydrodynamic diameter) distribution at about 15 and 30 nm independent of pH. % DOX release from mPEG-AT3-DOX was observed to be below 10 % at neutral pH and pH 5.0 in the absence of cathepsin B, and increased to 17 ± 2 % in the presence of cathepsin B. Complete degradation of AT3 peptide within three hours in the presence of cathepsin B suggests lower than expected DOX release is due to aggregation tendency of the DDS. Cytotoxicity of the conjugates was evaluated using the lung cancer (A549) and prostate cancer (PC3) cell lines. At the end of 24 hours the absolute IC50 values of free DOX and mPEG-AT3-DOX were obtained as 1.37 ± 0.05 and 1.33 ± 0.11 for the A549 cell line, 1.51 + 0.07 and 1.63 + 0.80 μg equivalent DOX / ml for the PC3 cell line, respectively. Considering, these results, the second generation DDS will be designed to have more pronounced pH sensitive property by increasing the number of histidines in the peptide domain., Bu çalışmada, kanser hücrelerinin çoklu ilaç direncinin çözümüne yönelik hızlı ilaç salım kabiliyetine sahip ilaç taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Birinci nesil ilaç taşıyıcı sistemi metoksi polietilen glikol ve peptid konjugasyonuyla hazırlanmış ve model kanser ilacı olan DOX, mPEG-peptid taşıyıcı sistemine kararlı amid bağı ile bağlanmıştır. İlaç taşıyıcı sisteminin kanda dolaşım süresini artırmak için mPEG kullanılmıştır. Tasarlanan peptid (AT3 = CG3H6R2ALALG3E) dizindeki RRALAL sayesinde bir çok kanserli hücrede aşırı üretilen lizozomal bir enzim olan katepsin B için substrat vazifesi görerek ilacın salınımı kontrol etmektedir. pH cevaplayabilen histidinler ile birlikte ilaç ve mPEG’in konjugasyonları için reaktif amino asitler de (glutamik asit ve sistein) peptid dizinine eklenmiştir. Fmoc kimyası uygulanarak sentezlenen peptidin mPEG-maleimid ile konjugasyonu Michael ekleme reaksiyonuyla gerçekleştirilmiştir. DOX ise taşıyıcı sistemde (mPEG-AT3) bulunan karboksilik asit gruplarına amid bağıyla bağlanmıştır. AT3 ve mPEG-AT3’ün saflığı kütle spektroskopisi ve HPLC kullanılarak belirlenmiştir. mPEG-AT3-DOX pH’tan bağımsız olarak yaklaşık 15 ve 30 nm’de ikili boyut (hidrodinamik çap) dağılımı göstermiştir. mPEG-AT3-DOX’un % DOX salımı nötral pH’da ve pH 5.0’te enzim kullanılmadığı zaman % 10’un altında; katepsin B varlığında ise % 17  2'ye çıkmıştır. AT3 peptidinin katepsin B varlığında 3 saat içinde parçalanması, beklenenden az gerçekleşen DOX salımının ilaç taşıyıcı sisteminin kümelenme eğilimi dolayısıyla olduğunu önermektedir. Konjugatların sitotoksisitesi akciğer kanseri (A549) ve prostat kanseri (PC3) hücre hatları kullanılarak belirlenmiştir. 24 saat sonunda, serbest DOX ve mPEG-AT3-DOX’un mutlak IC50 değerleri A549 hücre hattı için sırasıyla 1.37  0.05 ve 1.33  0.11 ve PC3 hücre hattı için sırasıyla 1.51  0.07 ve 1.63  0.80 g eşdeğer DOX/ml olarak elde edilmiştir. Bu sonuçları göze alarak ikinci nesil ilaç taşıyıcı sistemler peptid dizinine daha fazla histidin eklenerek pH’ya karşı daha duyarlı özellikte tasarlanacaktır.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2016, Includes bibliographical references (leaves: 80-82), Text in English; Abstract: Turkish and English, xiii, 82 leaves, Barium carbonate (BaCO3) has been widely used in soft and heavy industries such as ferrite magnets, solid oxide fuel cells, optical glass manufacturing, coatings, and polymeric composite materials as well as ceramic and brick industries. Using BaCO3 in nano sizes will improve some of the physical properties of materials such as tensile strength, opacity, and thermal resistance. Production of BaCO3 by chemical method requires extensive crystallization times and higher temperatures. Production of BaCO3 by carbonation method usually yields particles with some agglomeration. In a study, conducted by our group funded by The Scientific and Technological Research Council (TUBITAK), a method was developed to synthesize hollow nano Calcium Carbonate (CaCO3) particles. It was aimed to apply the developed method, which is unique in its kind, to produce nano BaCO3 particles in different morphologies. Parameters such as effect of barium hydroxide (Ba(OH)2) concentration, CO2 flow rate, length in reaction chamber, and stirring rate were studied. Conductivity and pH values of the solution were monitored during crystallization. Surface morphology and crystal structure of the produced BaCO3 particles were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD), respectively. It was shown that rod-like BaCO3 particles produced in nano sizes with almost homogeneous size distributions. The rod-like BaCO3 particles had a diameter from 100 to 400 nm and an aspect ratio of about from 3 to 10. The produced rod-like nano BaCO3 were all in orthorhombic phase of BaCO3 called as Witherite., Baryum karbonat (BaCO3), ferrit mıknatıs yapımı, katı oksit yakıt hücresi yapımı, kaplama ve optik cam sanayi, polimerik kompozit malzemeler ve aynı zamanda seramik ve tuğla gibi birçok hafif ve ağır sanayide kullanılmaktadır. Kimyasal metot ile üretilen BaCO3 da uzun kristalizasyon zamanlarına ve yüksek sıcaklıklara ihtiyaç vardır. Karbonizasyon metodu ile üretilen BaCO3 tanecikleri genellikle topaklaşma problemi ile sonuçlanmaktadır. Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenen ve araştırma grubumuz tarafından gerçekleştirilen bir çalışmada içleri boş nano kalsiyum karbonat (CaCO3) taneciklerinin üretimleri başarılmıştır. Alanında tek olarak geliştirilen bu yöntemi kullanarak farklı morfolojilerde nano BaCO3 tanecikleri üretilmesi amaçlanmıştır. Baryum hidroksit (Ba(OH)2) konsantrasyonu, CO2 akış hızı, reaksiyon bölmesi içindeki uzunluk ve karıştırma hızı gibi parametreler çalışılmıştır. Kristalizasyon esnasında çözeltinin iletkenlik ve pH değerleri monitör edilmiştir. Üretilen BaCO3 taneciklerinin yüzey morfolojisi ve kristal yapısı sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve X-ışını Saçılımı (XRD) yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Nano boyutlarda ve hemen hemen homojen boyut dağılımında çubuk şeklinde BaCO3 taneciklerinin üretildiği gösterilmiştir. Çubuk şekilli nano BaCO3 tanecikleri 100 nm ile 400 nm çaplarda ve 3 ile 10 çap uzunluğu başına boy uzunluğundadırlar. Üretilen çubuk şekilli BaCO3 tanecikleri, viterit olarak adlandırılan, ortorombik fazdadır.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2016, Includes bibliographical references (leaves: 96-99), Text in English; Abstract: Turkish and English, xiii, 99 leaves, In the present study, different sulfated (SO4/ZrO2, SO4/SiO2, SO4/AC, SO4/TiO2SiO2 and SO4/Ti-SBA-15) and zirconium sulfate loaded (ZrSO4/SiO2 and ZrSO4/AC) catalysts were prepared and characterized. Effect of sulfur content (2.5, 3.0 and 3.5 wt. %) in SO4/ZrO2, effect of Ti content (2 and 6 wt. %) in SO4/ TiO2SiO2 and SO4/Ti-SBA-15, also La incorporation in to SO4/TiO2SiO2 and SO4/Ti-SBA-15 were investigated. Prepared catalysts were tested in fructose dehydration using dimethylsulfoxide (DMSO), water and biphasic aqueous solvents which were water-MIBK and water- MIBK-butanol. Effect of reaction temperature (110, 160 and 200 oC) and effect of fructose/catalyst weight ratio (WFr/Wcat = 0.5, 1.0 and 2.0) on activity and selectivity were investigated. Activity tests were performed in a batch reactor under N2 atmosphere. Reusability tests were carried out up to 4 times. Sulfated catalysts showed different activities. However, there was sulfur leaching in all of them except SO4/TiO2SiO2 and SO4/Ti-SBA-15. This was due to chelating bidendate bond formation between S, Ti and S. Sulfur leaching was also observed over zirconium sulfate loaded catalysts. Acidity of the catalysts increased with sulfur and Ti content; and also La addition. Sulfation created Brønsted acid sites. The most active, selective and stable catalyst was found to be SO4/La-TS-6 (95 % HMF selectivity at 58 % fructose conversion at 110 oC) in DMSO. Testing of this catalyst in water gave high amount of byproducts. Introducing second phase (MIBK) to water, improved HMF selectivity significantly (up to 78 %) and reduced conversion (by 7 %). Fructose dehydration kinetics was also investigated over this catalyst in water- MIBK-butanol (the most selective environmental benign solvent). Selectivity to HMF increased with reaction temperature up to 160 oC, above which it dropped. Increase in WFr/Wcat from 0.5 to 2.0, reduced the selectivity to HMF from 98 to 82 % at high fructose conversions (~90 %). Reaction was found to be 1st order in fructose concentration., Bu çalışmada, farklı sülfatlanmış (SO4/ZrO2, SO4/SiO2, SO4/AC, SO4/ TiO2SiO2 ve SO4/Ti-SBA–15) ve zirkonyum sülfat yüklenmiş (ZrSO4/SiO2 ve ZrSO4/AC) katalizörler hazırlanmış ve karakterizasyonları yapılmıştır. SO4/ZrO2 içindeki sülfür miktarının (2.5, 3.0 ve 3.5 ağ. %), SO4/TiO2SiO2 ve SO4/Ti-SBA-15 içindeki Ti miktarının (2 ve 6 ağ. %), ayrıca SO4/TiO2SiO2 ve SO4/Ti-SBA-15 içine La eklenmesinin etkisi incelenmiştir. Hazırlanan katalizörler fruktoz dehidrasyonunda dimetilsülfoksit (DMSO), su ve çift fazlı sulu çözücüler (su-MIBK ve su-MIBK-bütanol) kullanılarak test edilmiştir. Reaksiyon sıcaklığının (110, 160 ve 200 oC) ve fruktoz/katalizör ağırlık oranının (WFr/Wcat = 0.5, 1.0 ve 2.0) aktivite ve seçicilik üzerine etkisi incelenmiştir. Aktivite testleri kesikli reaktör içinde azot ortamında gerçekleştirilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik testleri 4 kereye kadar yapılmıştır. Sülfatlanmış katalizörler farklı aktivite sonuçları göstermiştir. Ancak, SO4/TiO2SiO2 ve SO4/Ti-SBA-15 dışındaki tüm sülfatlanmış katalizörlerde sülfür liçi görülmüştür. Elde edilen bu sonuç şelatlayıcı bidentate bağların oluşumuna bağlanmıştır. Zirkonyum sülfat yüklü katalizörlerde de sülfür liçi gözlemlenmiştir. Katalizörlerin asitliği sülfür, Ti miktarı ve La eklemesiyle artmıştır. Sülfatlama işlemi Brønsted tipi asit merkezleri oluşturmuştur.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2016, Includes bibliographical references (leaves: 51-53), Text in English; Abstract: Turkish and English, x, 53 leaves, The emission of harmful volatile compounds, such as aldehydes, and also carbon monoxide could occur during cooking processes at home or industry due to the combustion and cracking of spilled vegetable oil on the walls of an oven. It is known that the by-products generated during cooking could affect human health and environment if they are properly vented or removed. To eliminate the health and environmental problems related to oven emission, self-cleaning catalytic materials coated walls for ovens seem to be viable alternative to the toxic and time consuming chemical cleaning solutions. In this project, a sol-gel method and also the dip coating technique was used to produce a catalytic material coated aluminum plates. Specifically, the calcination time and the temperature were studied to better understand the relationship between the textural/chemical properties of the catalyst coated metal plates and their catalytic activities. The studied calcination temperatures were 450°C, 500°C and 550°C whereas the calcination time were 10 min, 30 min and 60 min for each type of catalyst. Aluminum oxide supported nickel and also aluminum oxide - manganese oxide supported nickel catalysts were prepared as the catalyst that were used in coating. The catalytic activities of the catalyst coated plates were determined using canola oil as a function of reaction time which were 1h at 170°C and 200°C. The results have been shown that the most convenient calcination conditions for the canola oil combustion were 500°C for 30 minutes by using aluminum oxide – manganese oxide supported nickel catalyst., Evlerde veya endüstride yemek yapılma sürecinde aldehit, karbon monoksit gibi birçok zararlı kimyasal uçucu bileşik ortaya çıkmaktadır. Bu uçucu kimyasallar yemek pişirilmesi esnasında fırınların yüzeylerine yapışıp birikmektedirler. Bu durum hem kimyasal açıdan insan sağlığını tehdit ederken, diğer bir yandan temizlik ürünleri kullanımını arttırmakta, mali ve iş gücü bakımından israfa yol açmaktadır. Aynı zamanda açığa çıkan kimyasal uçucu bileşikler doğaya da zarar vermekte, atmosferde sera etkisi yaratmaktadır. Bu sebeplerden dolayı, yemek pişirilmesi esnasında ortaya çıkan zararlı gazların veya partiküllerin ortadan kaldırılması gerekmektedir. Bu bağlamda kendi kendini temizleyen fırın teknolojisi, insan ve çevre sağlığı, aynı zamanda ekonomik getirisi açısından önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, ev tipi fırınlar için kendi kendine temizlemeyi sağlayan kaplama malzemeleri üretimi çalışılmıştır. Bu kaplamalar sayesinde, yemek pişirilmesi esnasında ortaya çıkıp, fırın duvarlarına yapışan, yağ damlalarının ve yağ buharının, uçucu ve zararlı hidrokarbonlara dönüşmeden kontrollü miktarlarda karbon dioksite çevrilerek, ortamdan uzaklaştırılması hedeflenmiştir. Kaplama malzemeleri katalitik malzemeler olup sol-jel tekniğiyle hazırlanmıştır. Çalışılan kaplama malzemeleri alüminyum oksit destekli nikel katalizörü ve alüminyum oksit – manganez oksit destekli nikel katalizörüdür. Fırın yüzeyini simüle etmek amacıyla katalizörler alüminyum plakalara sabit daldırma ve çıkarma hızıyla kaplanmıştır. Kalsinasyon sıcaklığı ve süresi çalışılarak kaplana katalizörlerin kimyasal ve yüzeysel özelliklerinin daha iyi anlaşılması hedeflenmiştir. Çalışılan kalsinasyon sıcaklıkları 450°C, 500°C and 550°C ve süreleri ise 10 dk, 30 dk ve 1 saattir. Kanola yağının plakalar üzerindeki yanma reaksiyonu gözlemlenmiş ve maksimum dönüşüm alüminyum oksit – manganez oksit destekli nikel katalizörü ile 84% olarak gözlemlenirken, alüminyum oksit destekli nikel katalizör maksimum 73% yağ dönüşümü sağlamıştır.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2017, Includes bibliographical references (leaves: 80-85), Text in English; Abstract: Turkish and English, xi, 85 leaves, The objective of this study is to clarify the effect of reaction temperature, reaction time, acid concentration and acid type on the hydrothermal conversion of waste hazelnut shell into value-added chemicals under hot compressed water with high temperature/high pressure autoclave. The other aim is to gaining of added value and new utilization field to waste hazelnut shell. This is the first study about the degradation of waste hazelnut shell in order to produce levulinic acid under subcritical water in literature. Reactions were performed at 150-280 °C of reaction temperature, 15-120 min of reaction time with different acid (H2SO4 and H3PO4) concentrations that was varied from 0 to 125 mM. The liquid product distribution was evaluated with High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) and gas products were identified by Gas Chromatography with a Thermal Conductivity Detector (GC-TCD). While levulinic acid, acetic acid and furfural were identified as a major liquid compounds, the main gaseous products were carbon dioxide and carbon monoxide. Increasing reaction temperature and reaction time improved the conversion of hazelnut shell up to 65.40% at 280 °C and 120 min in the presence of 50 mM H2SO4 and 13.05% of levulinic acid yield was obtained under the similar reaction conditions. Addition of dilute H2SO4 and H3PO4 in the reaction medium enhanced different product formation. H2SO4 treatment promoted the production of levulinic acid whereas addition of H3PO4 increased the formation of furfural. Furthermore, total phenolic content, antioxidant capacity and possible reaction pathways of hydrothermal conversion of waste hazelnut shell was evaluated., Bu çalışmanın amacı sıcak basınçlı suda fındık kabuğu atığının değerli kimyasallara dönüştürülmesini yüksek sıcaklık/yüksek basınlı reaktör kullanarak reaksiyon sıcaklığı, reaksiyon süresi, asit miktarı ve asit cinsinin etkisini ortaya çıkarmaktır. Diğer amaç ise fındık kabuğu atığına katma değer ve yeni kullanım alanı kazandırmaktır. Kritik-altı su koşullarında fındık kabuğu atığından levulinik asit üretimi literatürdeki ilk çalışmadır. Reaksiyonlar 150-280 °C reaksiyon sıcaklığı, 15-120 dakika reaksiyon süresi ve 0-125 mM H2SO4 and H3PO4 miktarları arasında gerçekleştirilmiştir. Sıvı ürün dağılımı Yüksek Performans Sıvı Kromatogram (HPLC) ve Gaz Kromatogram-Kütle Spektrometri (GC-MS) ve gaz ürünler Termal İletken Dedektörlü Gaz Kromatogram kullanılarak belirlenmiştir. Levulinik asit, asetik asit ve furfural temel sıvı ürünlerken, ana gaz ürünler ise karbon dioksit ve karbon monoksittir. Reaksiyon sıcaklığının ve reaksiyon süresinin arttırılması, fındık kabuğu dönüşümünün 280 °C, 120 dak. ve 50 mM H2SO4 içerisinde 65.40%’e kadar yükseltmiştir ve aynı reaksiyon koşullarında 13.05% levulinik asit elde edilmiştir. Reaksiyon ortamına H2SO4 ve H3PO4 ilavesi farklı ürünlerin oluşumunu arttırmıştır. Sülfürik asitli işlem levulinik asit üretimi arttırırken, fosforik asit ilavesi furfural oluşumunu arttırmıştır. Ayrıca, fındık kabuğu atığının hidrotermal dönüşümünde toplam fenol miktarı, antioksidant kapasitesi ve olası reaksiyon mekanizmaları belirlenmiştir.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2014, Includes bibliographical references (leaves: 47-52), Text in English; Abstract: Turkish and English, x, 52 leaves, A novel sorbent has been developed by immobilizing chitosan onto pumice for As(V) sorption from waters. In order to ensure its functionality, sorption performance was determined by measuring As concentrations in water using hydride generation atomic absorption spectrometry. The success of the immobilization was checked with characterization techniques as scanning electron microscopy, thermal gravimetric analysis, and elemental analysis. Points of zero charges were determined with potentiometric mass titration. Batch type equilibration studies showed that the sorbent can be employed at a wide pH range resulting in quantitative sorption (>90%) at pH 3.0-7.0, and greater than 70% sorption at pH>8.0. These results demonstrate the advantage of immobilizing chitosan onto pumice, because, under the same conditions, pumice displays

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2014, Includes bibliographical references (leaves: 50-53), Text in English; Abstract: Turkish and English, x, 53 leaves, The main goal of this study is to investigate the effect of metal type, metal oxide type and metal/oxide loading on the conversion as a function of temperature for the combustion of sunflower oil over modified single step sol-gel made Al2O3 supported metal and mixed metal oxides. All catalysts were tested at 170 oC and catalysts giving good activity among them were tested also at 195 oC. As a monometallic catalysts, Ni/Al2O3 (10, 25, 50 % Ni loaded), Ni/Al2O3 (50 % Ni loaded) derived from different Ni precursors, Mn/Al2O3 (50, 70 % Mn loaded) and as a bimetallic catalysts, Ni- Mn2O3/Al2O3 with Ni/Mn mass ratios of 20:56 and 23:66 catalysts were synthesized by a modified single step sol-gel method. In addition, in synthesizing step of bimetallic catalysts, the order of adding precursor was studied. The catalytic activities of all the catalysts were compared to 3% Pt/alumina. The combustion performances of pure Al2O3 and catalyst coated aluminum plates were also considered and volatile compound analysis was monitored by GC-MS and the amounts of CO and CO2 generated during the combustion were calculated quantitatively from GC analyses. The characterization of the samples was performed by XRD and BET techniques and it was observed that among the monometallic oxide catalysts, 50% MnxOy/Al2O3 showed slightly better activity at 170 oC due to the its highly reducible oxide property. Among mixed metal/metal oxide catalysts, 20% Ni/56% Mn2O3/Al2O3 (First Ni precursor added) was the catalyst demonstrated the highest catalytic activity at both temperatures. It seems to be due to the interaction between nickel and manganese oxide. In addition, the combustion was also carried out by using catalyst coated aluminum plates to observe if the best catalyst formulation found from the studies on the powder catalysts would be applicable for the self-cleaning metal plates used in the household ovens. In fact, the catalyst coated plates showed higher conversion at 170 oC in 1 h than that observed on the powder catalyst due to the elimination of internal mass transfer limitation.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2013, Includes bibliographical references (leaves. (leaves: 81-89), Text in English; Abstract: Turkish an English, xiii, 89 leaves, Endocrine disrupting compounds (EDCs) are environmental pollutants which interfere with the hormone system even at low concentrations resulting in adverse health effects on both human and wildlife. In this study, we aimed to investigate enzymatic degradation of diethylhexyl phthalate (DEHP) and diethyl phthalate (DEP) using both commercial porcine pancreas lipase and lipase from recombinant E.Coli strains that contain lipase genes from thermophilic Bacillus sp. isolated from Balçova Geotermal region in İzmir. Incubation of 20 mg/L DEHP with 20,000 U/L PPL enzyme for 7 days resulted in formation of monoethyl phthalate (MEHP), phthalic acid (PA), and dimethyl phthalate (DMP) which are the possible metabolites of DEHP. The percent decrease in DEHP (20 mg/L) was found to be 92% compared to positive control samples. In the case of DEP, about 53% decrease was obtained after incubation with 20.000 U/L for 7 days. Hydrolysis constants for DEHP ranged between 0.13 and 0.22 d-1, whereas those for DEP ranged 0.43 and 0.54 d-1. As a result of enzymatic hydrolysis of DEHP (1-20 mg/L) with 4000 U PPL enzyme, DEP was produced as hydrolysis product of DEHP after 44 h. In the case of DEP (1-20 mg/L) incubated with 4000 U crude lipase solution for 140 h, DMP was obtained as a possible product of transesterification reaction. The maximum rate (Vmax) of enzymatic hydrolysis reaction for DEHP and DEP was calculated as 0.79 mg/L.h and 1.83 mg/L.h, respectively. The Michealis-Menten constants (Km) for enzymatic hydrolysis of DEHP and DEP were calculated as 2.45 and 2.12 mg/L, respectively.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2013, Includes bibliographical references (leaves: 68-72), Text in English; Abstract: Turkish and English, xiii, 84 leaves, The liquid phase citral hydrogenation was investigated over Ru/SiO2, Ru/TiO2 and Ru/TiO2/SiO2 catalysts. TiO2/SiO2 supports were prepared by sol-gel deposition, impregnation and absorption methods. The effect of the supports and catalyst reduction temperature, 300 ï‚°C (LTR) and 450 ï‚°C (HTR) on citral conversion and selectivity to unsaturated alcohols were examined. A well-defined crystalline anatase phase was only observed on the support prepared by absorption method, TiO2/SiO2-ABS. A high dispersion and interaction of Ru were observed over TiO2 for Ru/TiO2. Ru/TiO2/SiO2-ABS also displayed similar properties but to a lower extent. Ru/TiO2/SiO2-ABS catalyst showed the highest citral conversion (57.7 %) at LTR among the different Ru/TiO2/SiO2 catalysts. Its selectivity to UA was also high (70.2 %). This was attributed to a better metal support interaction and dispersion obtained by this method. However, a selectivity of 62.6 % was obtained over Ru/TiO2. Activity of the catalysts was mostly observed to decrease as reduction temperature increased from 300 ï‚°C to 450 ï‚°C. Citral conversion decreased from 57.7 % to 42.3 % over Ru/TiO2/SiO2-ABS. However, selectivities to unsaturated alcohol (nerol and geraniol) over Ru/TiO2 and Ru/TiO2/SiO2 catalysts were increased at HTR, reaching about 80 %. This was suggested to be due to more interaction of TiO2 with the Ru (strong metal support interaction). There was no significant change in the selectivity to UA obtained at HTR for Ru/SiO2. This was related to the inert nature of SiO2.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2013, Includes bibliographical references (leaves: 90-96), Text in English; Abstract: Turkish and English, x, 96 leaves, Synthetic gas produced from steam methane reforming (SMR off -gas) is a mixture of H2, CO, CO2, and CH4 can be used in fuel cell after purification. In this study adsorption as a purification tool was used to obtain high H2 content of gas mixture from SMR off gas. Zeolites and metal organic framework were used as an adsorbent. CO2 equilibrium studies on K rich NaX zeolites, prepared with ultrasonic and traditional methods, and metal organic framework MIL53 (Al) shows high adsorption on zeolites than MIL53(Al) up to 1 atm. K rich zeolites give lower adsorption than NaX zeolite. Adsorption isotherms obtained for MIL53 (Al) is linear ( favorable for zeolites). This makes MIL53(Al) is an promising adsorbent for high pressure application. Adsorption equilibrium at 5 atm shows that NaX zeolite is good adsorbent for the SMR off gas with the following orders: CO2>CH4>CO> H2. Kinetics of SMR off gas in MIL 53 (Al) were studied by using Zero Length Column (ZLC) method. The results show that the calculated diffusivities are strongly dependent on temperature but weakly dependent on purge flow rate. The study reveals that transport is controlled by intracrystalline diffusion. The activation energy on diffusion are nearly same (about 41 kJ/mol) and not change with respect to kinetic diameter of SMR off gases. Heat of SMR off gas adsorption on MIL53(Al) obtained from Henry’s constant shows that adsorption is exothermic. The study shows that the ZLC method is an effective tool to investigate the diffusion kinetics of SMR off-gas gases in MIL53(Al).

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2013, Includes bibliographical references (leaves: 112-121), Text in English; Abstract: Turkish and English, xiv, 121 leaves, Historical monuments are important heritages to pass cultural values to next generations. Most of the historical monuments were composed of natural stones like marble. SO2 and NOx reacts with marble composed primarily of calcite (CaCO3) is a dry deposition process, gypsum (CaSO4.2H2O) and nitrocalcite (Ca(NO3)2.4H2O) are formed after reaction. The polylactic acid (PLA), 2, 5 and 7 wt.% montmorillonite (MMT) clay added PLA (PLA/MMT2, PLA/MMT5 and PLA/MMT7) bio-nano composites coated and uncoated surfaces were tested for capillary water absorption, water vapor permeability, color alteration, and surface hydrophobicity regarding the nanofiller concentrations before reaction. Results indicated that the bio-nano composite coatings didn’t alter the color of the marble, improved the hydrophobicity and barrier properties of the marbles. The level of layered silicate delamination in the PLA matrix and structural characterizations of PLA nanocomposite coatings were affected the barrier properties of the composites coatings. The X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and scanning transmission electron microscopy (STEM) analysis pointed out that 5% layered silicates were homogenously dispersed in the polymer matrix, exfoliated structures also were observed in some parts of the polymer matrix and nano particles enhanced the nano-composite coating barrier performance. The protection capabilities of the bio-nano composite coatings were studied in laboratory setup (include nearly 8 ppm SO2) and ambient city atmosphere (include nearly 8 ppb SO2 and 64 ppb NO2). The PLAMMT5 bio-nano composite showed significant reduction (~5 times) in the crust formation after 180 days SO2-calcite reaction in laboratory and 9-10 times after 20 months ambient city exposures for outdoor conditions. Bio-nano composites also decreased the kinetic parameters such as rate constant (ks) and effective diffusivity (De) values of the marbles. These results indicated that PLA/MMT bio-nano composite coating seems to be significant promising materials as protective coating agents in reducing the effects of atmospheric pollutants on the marble surfaces.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2012, Includes bibliographical references (leaves. 56-60), Text in English; Abstract: Turkish and English, x, 74 leaves, The objective of this study is to investigate crystallite-size effect for oxides of transition metals iron supported on magnesium oxide (MgO) and cerium oxide (CeO2) modified alumina (Al2O3) and the effect of the basicity and/or basic strength of support material, on activity and hydrogen selectivity in the steam reforming of glycerol. Crystallite size effect is observed for MgO and Fe on MgO/Al2O3. It is observed that larger MgO crystallites size shifts gaseous product selectivity towards CO. Further as crystallite size is becomes higher than ~5 nm for Fe for gas product selectivity decreases. Basisity has also a similar behaviour; higher basisity or presence of unidentate carbonate basic sites observed at 865 and 800 cm-1 FTIR bands for CeO2 promoted catalysts hinder CO formation and promotes CO2 formation. This also results in high activity of steam reforming. Also basisity studies shows that inorganic carboxylate catalyst site with FTIR band 1535 and 1410 cm-1 is dominantly effective for gaseous product selectivity. High total basisity do not required for high glycerol conversion, yet high total basisity results in high gaseous product selectivity. Considering studied catalysts and their catalytic activities it can be concluded that MgO and Fe modified catalysts shows better activity for syngas production due to their basic and crystalline properties. And CeO2 modified catalysts or MgO catalysts with crystallite sizes lower than 5 nm are shows better performances for CO free product

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2012, Includes bibliographical references (leaves: 105-112), Text in English; Abstract: Turkish and English, xiii, 141 pages, As an alternative to conventional non-degradable food packaging plastics, bionanocomposites, based on bacterial biodegradable thermoplastic polyesters, poly(hydroxybuthyrate) (PHB) and poly(hydroxybutyrate-covalerate) (PHBHV) polymers incorporated with commercial organomodified monmorillonite (OMMT) were prepared by solution intercalation and melt-mixing techniques. The enhancements in barrier, mechanical, thermal, surface and optical properties of resulting nanocomposite films were evaluated as effected by OMMT concentration and preparation method. The degree of dispersion of layered silicates into polymer matrix was evaluated by X-Ray diffraction (XRD) analyses. The best level of dispersion was obtained in nanocomposites that contain 1%w/w of OMMT. However, intercalated structure was observed at higher amount of clay loaded composites. The fine delamination of OMMT in PHB and PHBHV matrix was found to be responsible for the improvements in water vapor barrier performance since more tortuous path formed for permeation of water vapor. Moreover, enhancement in mechanical and thermal properties was highly depending on the dispersion level of layered silicates which is in good accordance with structural analyses. Addition of 2%w/w of OMMT reduced the WVP of virgin films by 41.1%. Meanwhile, improvements were less significant at higher amount of clay loaded samples due to weak interaction between polymer and layered silicates. Moreover, significant improvements in mechanical properties including doubled tensile strength and 69% increase in strain at break were obtained for 2%w/w of OMMT incorporated PHB composites. In addition, significant enhancement in thermal stability, which is the major drawback of PHB films, was obtained in nanocomposites, decomposition temperature increased by 10 oC compared to pristine polymers. Moreover, addition of layered silicates into polymer matrix at low content resulted in increase in erosion rate which makes nanocomposites more eco-friendly promising alternative to conventional barrier packaging systems.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2012, Includes bibliographical references (leaves: 254-267), Text in English; Abstract: Turkish and English, xviii, 315 leaves, The goal of this thesis is to synthesize unique, clinically relevant macroporous calcium phosphate cement blocks to be utilized both in vivo and in vitro tissue engineering applications. Calcium phosphate cements which essentially consist of hydroxyapatite or brushite are constantly improved to overcome their inherent shortcomings such as low strength, low functional porosity, and low resorption. Recent literature on the topic points to monetite forming cements as an alternative phase. A novel method to utilize monetite that is finer and stronger with respect to brushite in load bearing scaffold applications is introduced in the results section of this thesis as a contribution to ever growing literature on this scope. In the preliminary study on the conversion extent of apatite forming cement, ionic strength of the setting liquid was determined as the prime effective factor on monetite conversion extent. Subsequently brushite forming β-tricalcium phosphate – monocalcium phosphate monohydrate cement system was modified by NaCl and citric acid so that brushite formation was selectively inhibited. Singular and synergistic monetite promoting effects of NaCl and citric acid were determined by monitoring the kinetics of cement setting in excess setting liquid. Spectrometric studies revealed the difference in brushite and monetite crystal surface site density which enabled selective inhibition of brushite and promotion of monetite by the synergistic effect of NaCl anc citric acid. Proposed phase control mechanism enables tailoring the composition of biphasic cements comprising of a predetermined monetite content and brushite or hydroxyapatite. In the final stage of the thesis, size distributed NaCl particles were introduced into the cement paste containing optimum amount of citric acid to enable complete monetite formation. Resultant macroporous monetite blocks were characterized in terms of microporosity, macroporosity, density, morphology, strength, phase composition, and surface area. Interconnectivity of the cement was optimized based on the correlation of porogen size distribution and morphological data.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2011, Includes bibliographical references (leaves: 92-101), Text in English;Abstract: Turkish and English, xiii, 113 leaves, Study was carried out to investigate the adsorption characteristics of olive leaf extract on the macroporous adsorption resins and the efficiency of the adsorption column for the separation and purification of oleuropein and rutin from the crude plant extract. Both static and dynamic experiments were performed. In static studies, the performances of three macroporous Amberlite resins namely XAD4, XAD 16 and XAD7HP for the adsorption of polyphenols were evaluated. XAD7HP was chosen as an adsorbent for further adsorption study. XAD7HP was selected for the studies of isotherms, kinetics of adsorption. In conventional alcohol extraction, crude feedstock is mixed with solvent which is alcohol for most cases, and then extract is distilled to remove ethanol. This process ends with a certain amount of residual ethanol because of complication in separation process for ethanol and water makes an azeotropic binary system. The results showed that adsorption capacity of an alcoholic solution with 10 % ethanol content is better than aqueous solution which contained no ethanol. In dynamic studies, the adsorption and desorption experiments were carried out on a glass column packed with XAD7HP resin. The flow velocity 122 cm/h operated as a fixed bed while operation was in an expanded bed mode at 367 cm/h and 611 cm/h, respectively. The effectiveness of the packed bed adsorption and the fluidized bed adsorption were compared. The results show the breakthrough occurred earlier when the feed flow velocity increased. In the elution step, elution program with 2,000 ml for 0 %, 4,000 ml for 40 % and 3,000 ml for 90 % aqueous ethanol was used to achieve an efficient separation. Total phenol content and antioxidant capacity of olive leaf crude extract and effluent fractions were analyzed in order to find the difference between before and after separation. Consequently, fluidized bed adsorption is a promising alternative for the packed bed adsorption in order to isolate oleuropein and rutin from the olive leaf extract.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2011, Includes bibliographical references (leaves: 31-33), Text in English; Abstract: Turkish and English, viii, 33 leaves, The composite materials prepared by transparent polymer and nanosized particles possess promising future in optical design and applications since their controllable optical properties. In this study, transparent/translucent composite films based on polystyrene (PS) and poly(methyl methacrylate) (PMMA)-grafted CeO2 nanoparticles were prepared. CeO2 nanoparticles were precipitated from Ce(NO3)3·6H2O and urea in dimethyl formamide at 120°C. The surface of the nanoparticles was modified with a polymerizable surfactant, 3-methacyloxypropyltrimethoxy silane (MPS) in situ at 0°C. The size of the particles was fixed to 18 nm in diameter. The particles were dispersed into a mixture of MMA:toluene solution. The free radical solution polymerization was carried out in situ at 60°C using benzoyl peroxide (BPO) as initiator. A PMMA layer is formed around CeO2 nanoparticles. The thickness of the shell ranged from 9 to 84 nm was controlled by the amount of BPO using 6 and 0.5 wt %, respectively with respect to monomer. The layer thickness was found to be inversely proportional with the amount of initiator. The resulting PMMA-grafted CeO2 particles were blended with PS in tetrahydrofuran and the solution was spin-coat on a glass slide. CeO2 content in the composite films was fixed to 5.5 wt %. The transmission of the films was examined by UV-vis spectroscopy. The transmission of the PS composite prepared by neat CeO2 particles was 71 %. It was increased to 85 % when the composite prepared with PMMA-grafted CeO2 particles whose PMMA thickness is 9 nm. We believe that the achievement in transparency is most probably due to the reduction in refractive index mismatch between CeO2 particles and PS matrix using PMMA layer at interface.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2011, Includes bibliographical references (leaves: 99-106), Text in English; Abstract: Turkish and English, xii, 177 leaves, Polylactide nanocomposite (PLANC) films were prepared with solution intercalation method by introducing sonication as an alternative for conventional polymers. The effect of polymer clay interaction on PLANCs was investigated with respect to molecular weight of the polylactide, organic modifier presence and type by focusing on five major aspects: structural analysis, barrier, thermal, mechanical and rheological properties.According to structural analyses, the best level of dispersion was obtained in PL65-10A nanocomposites due to high molecular weight polylactide and organomodified nanoclay usage leading to better molecular interaction between the layered silicates and polymer chains. However, phase separated structure was observed in PLA composites prepared with unmodified clay as basal space between layered silicates were not sufficient enough for the penetrating of the polymer chains into the layers. Barrier and mechanical properties of the nanocomposites were improved up to critical clay content for each nanocomposite system. Thermal stability of the intercalated and exfoliated nanocomposites increased with the addition of the clay. Best improvements were obtained in PL65-10A nanocomposites in accordance with structural analyses. In dynamic mechanical analysis, glass transition temperatures and storage modulus of PLANCs increased with increasing of clay amount owing to reinforcement effect of the silicate layers. In rheological measurements, PLANCs showed solid-like behavior at lower shear rates due to the formation of a network percolating clay lamellae, besides PLANCs showed shear thinning behavior at higher shear rates leading to developments on the processability of nanocomposites. Consequently, intercalated and exfoliated PLANCs could be used as an eco-friendly promising alternative to conventional polymers for short-life applications such as food packaging and coating.

Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2011, Includes bibliographical references (leaves: 49-53), Text in English; Abstract: Turkish and English, ix, 58 leaves, The main goal of the study is to investigate the effect of metal type, metal oxide type and metal/oxide loading on the conversion as a function of temperature for the complete combustion of ethanol and CO in air over single step sol-gel made Al2O3 supported metal and mixed metal oxides. Two types of catalysts, Pt/Al2O3 (1, 2, and 3 % Pt loaded) and CuO-Mn2O3/Al2O3, with Cu/Mn molar ratio of 1:1, 5:1 and 12:1, and 50, 70, and 90% metal loading, were synthesized by impregnation and single step sol-gel methods, respectively. In addition, by synthesizing CuO/Al2O3, Mn2O3/Al2O3 and Pd-Mn2O3/Al2O3, the catalytic activity relationship between metal and metal oxides were clarified. Characterization of the samples was performed by XRD, BET, and FT-IR techniques and it was observed that among the metal oxide catalysts, CuO-Mn2O3/Al2O3 (70 wt%; (Cu/Mn)molar=1) showed the highest activity due to the formation of Cu1.5Mn1.5O4 phase while 3% Pt loaded alumina was the catalyst demonstrated the highest catalytic activity among the noble metal catalysts. Also, Pd addition enhanced the activity of metal oxide catalyst by lowering the temperature at which ~99% ethanol conversion was obtained. Moreover, deactivation of CuO-Mn2O3/Al2O3 mixed oxides was observed due to the irreversible adsorption of CO2 on catalyst surface at low temperatures. Except for Pt containing catalysts, the catalysts that showed high catalytic activity in ethanol oxidation was also tested for CO oxidation and CO2 formation was detected qualitatively at varying operating temperatures.

Thesis (Doctoral)--Izmir Institute of Technology, Chemical Engineering, Izmir, 2011, Includes bibliographical references (leaves: 110-127), Text in English; Abstract: Turkish and English, xiii, 149 leaves, Full text release delayed at author's request until 2014.08.24, The main focus of this dissertation is to develop chitosan based microspheres loaded with antibiotic and essential oil to eradicate Helicobacter pylori by maintaining the constant drug level and prolonged gastric retention. The primary objective was to show that novel essential oil loaded microspheres are promising in the treatment of H. pylori infection as an alternative to conventional antibiotic therapy. In this context, firstly, the minimum inhibitory concentration of clarithromycin and five essential oils namely lemongrass oil, thyme oil, clove leaf oil, lemon oil and cinnamon bark oil on H. pylori was investigated. Among five essential oils, cinnamon bark oil showed the strongest anti-H. pylori activity. After choosing the most effective essential oil on H. pylori, we focused on the preparation of clarithromycin and cinnamon bark oil loaded microspheres by spray drying technique. Spray drying conditions were optimized by reponse surface methodology. Genipin, a natural crosslinker, was used as a crosslinking agent to achieve controlled drug release. Finally, it was aimed to investigate the clarithromycin and essential oil release in buffer solution and their antibacterial activity on H. pylori when released from microspheres. Higuchi equation well described the release characteristics. Drug release from microspheres was diffusion controlled. Cinnamon bark oil and clarithromycin released from the microspheres inhibited the growth of H. pylori resulting that the antibacterial activity of cinnamon bark oil and clarithromycin was maintained during the microsphere manufacturing. In conclusion, clarithromycin and cinnamon bark oil loaded chitosan microspheres have a great potential to be used as a control release system in treatment of H. pylori infection.