Şeftali çekirdeği kabuğundan üretilen karbon destek maddesinin özellikleri üzerine farklı karbonizasyon şartlarının etkisi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Tez çalışmasının amacı tarımsal yan ürün ve hammadde kaynağı olarak kullanılan şeftali çekirdeği kabuklarına, kimyasal aktivasyon işlemi uygulayarak aktif karbon elde etmektir. Bu çalışmada ilk olarak hammaddenin bir kısmı 300 oC, 400 oC, 500 oC, 600 oC, 700 oC ve 800 oC sıcaklıklarda azot atmosferinde (100 ml/dk.) karbonizasyon işlemine tabi tutulmuştur. Karbonize edilmiş katı ürünler ve hammaddeler belirli (1/1, 1/2, 1/3 ve 1/4) emdirme oranlarında ayrı ayrı H3PO4 ve KOH kimyasal maddeleri emdirilerek (impregnasyon) farklı sıcaklıklarda kimyasal aktivasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Farklı aktivasyon şartları ile elde edilen aktif karbonların gözenek hacimleri, gözenek boyut dağılımları gibi yapısal özellikleri BET yüzey alanı ile belirlenmiştir. BET cihazıyla yapılan ölçümler sonucunda 400 oC karbonize sıcaklığındaki karbonize katı ürünün potasyum hidroksit ile 1:4 oranında emdirilmesi ve 800 oC sıcaklığında aktive edilmesiyle elde edilen aktif karbonun en büyük yüzey alanına (2091.97 m2/g) sahip olduğu görülmüştür. Aktif karbonların yapısal özelliklerini belirlemek için Elementel, FTIR, XRD ve SEM analizleri yapılmıştır. Sentezlenen bütün aktif karbonların 500 ppm'de metilen mavisi adorpsiyonu çalışmaları yapılarak adsorpsiyon kapasiteleri belirlenmiş ve en büyük yüzey alanlı (kodu SA59 olan) aktif karbona 700 ppm ve farklı sıcaklıklar (303K, 313K, 323K) için metilen mavi boyarmaddesi ile kinetik deneyleri yapılmıştır. Adsorpsiyon izotermlerini belirleyebilmek için de Lagmuir ve Freundlich denklemleri hesaplanarak kıyaslanmış ve Lagmuir izoterminin uygun olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak SA59 aktif karbonunun metilen mavisi adsorbsiyon kinetiğinin yalancı 2.mertebe modeline uygun olduğu görülerek sistemin aktivasyon enerjisi hesaplanmış ve parçacık içi difüzyonun da metilen mavisi adsorpsiyonunda etkili olduğu ispatlanmıştır. Ayrıca farklı sıcaklıklar için (303 K, 313 K, 323 K) için termodinamik parametlerive Entalpi (∆H°), Entropi (∆S°), Gibss serbest enerji değişimi (∆G°) hesaplanmıştır.
Activated carbon was obtained by applying chemical activation process to the peach kernel shells used as the agricultural by-product, raw material source of the thesis study. In this study, the raw materials were carbonization at 300, 400, 500, 600, 700 and 800oC temperatures at nitrogen atmosphere (100 ml/ min.). Carbonized solid product and raw material H3PO4 and KOH were impregnated at a certain ratio (1/1, 1/2, 1/3 and 1/4) to perform chemical activation process. Structural properties such as pore volumes and pore distributions of activated carbons obtained with different chemical and impregnation ratios were determined by BET surface area. As a result of measurements made with BET device, it is seen that the activated carbon obtained by adsorption of the carbonized solid product at 400°C at 1:4 with potassium hydroxide and activated at 800°C has the largest surface area (2091.97 m2/g). Elemental analysis, FT-IR, XRD and SEM analyzes were performed to determine the structural properties of activated carbons. Adsorption capacity of all activated carbons synthesized at 500 ppm was determined. Kinetic tests were carried out at different temperatures (303K, 313K, 323K) with methylene blue dye for 700 ppm and activated carbon (SA59 code) with the largest surface area. In order to determine the adsorption isotherms, Lagmuir and Freundlich equations were calculated and Lagmuir isotherm was found to be appropriate. As a result, observed that the methylene blue adsorption kinetics of SA59 activated carbon was suitable for the pseudo-second model the activation energy of the system was calculated. Activated carbon has been proved that it is effective in the adsorption of methylene blue in the particle diffusion. In addition, thermodynamic values of enthalpy (∆H °), entropy (∆S°) and free energy change (∆G°) were calculated for different temperatures (303 K, 313 K, 323 K).
Activated carbon was obtained by applying chemical activation process to the peach kernel shells used as the agricultural by-product, raw material source of the thesis study. In this study, the raw materials were carbonization at 300, 400, 500, 600, 700 and 800oC temperatures at nitrogen atmosphere (100 ml/ min.). Carbonized solid product and raw material H3PO4 and KOH were impregnated at a certain ratio (1/1, 1/2, 1/3 and 1/4) to perform chemical activation process. Structural properties such as pore volumes and pore distributions of activated carbons obtained with different chemical and impregnation ratios were determined by BET surface area. As a result of measurements made with BET device, it is seen that the activated carbon obtained by adsorption of the carbonized solid product at 400°C at 1:4 with potassium hydroxide and activated at 800°C has the largest surface area (2091.97 m2/g). Elemental analysis, FT-IR, XRD and SEM analyzes were performed to determine the structural properties of activated carbons. Adsorption capacity of all activated carbons synthesized at 500 ppm was determined. Kinetic tests were carried out at different temperatures (303K, 313K, 323K) with methylene blue dye for 700 ppm and activated carbon (SA59 code) with the largest surface area. In order to determine the adsorption isotherms, Lagmuir and Freundlich equations were calculated and Lagmuir isotherm was found to be appropriate. As a result, observed that the methylene blue adsorption kinetics of SA59 activated carbon was suitable for the pseudo-second model the activation energy of the system was calculated. Activated carbon has been proved that it is effective in the adsorption of methylene blue in the particle diffusion. In addition, thermodynamic values of enthalpy (∆H °), entropy (∆S°) and free energy change (∆G°) were calculated for different temperatures (303 K, 313 K, 323 K).
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Alan, Suna (2019). Şeftali çekirdeği kabuğundan üretilen karbon destek maddesinin özellikleri üzerine farklı karbonizasyon şartlarının etkisi. Yayımlanmış Yüksek lisans tezi, İnönü Üniversitesi, Malatya.1-169 ss.
