Endüstriyel tekstil atıklarından kimyasal ve fiziksel aktivasyon yöntemleri ile aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of activated carbon from industrial textile waste through chemical and physical activation methods
- Tez No: 1000108
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUNUS ÖNAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uygulamalı Bilimler ve Teknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı kimyasal ve fiziksel aktivasyon yolu ile üç farklı tekstil atığından aktif karbon eldesidir. Ham tekstil atıkları ve bu atıkların 500°C sıcaklıkta karbonize edilerek KOH kullanılarak kimyasal aktivasyon yöntemi ile aktif karbon elde edilmesi ve elde edilen aktif karbonların karakterizasyonlarının yapılması ve ham tekstil atıklarından fiziksel aktivasyon yöntemi ile aktif karbon elde edilmesi ve elde edilen aktif karbonların karakterizasyonlarının yapılması amaçlanmıştır. Bu çalışmada kullanılan tekstik atıkları denim kumaş üretim prosesleri esnasında ortaya çıkan siyah iplik üstüpü (%80 Pamuk %20 Pes), parça denim ham bez (%98,5 Pamuk %1,5 Elastan) ve Haşıllı çözgü üstüpü (%100 Pamuk) olup karbonize işlemi uygulanarak ve karbonize işlemi uygulanmadan ham olarak kullanılmıştır. Karbonize işlemi için tekstil atıkları önce 500°C sıcaklıkta azot gaz akış hızı 100 ml/dak alınmış olup ısıtma hızı 10°C /dak. ve maksimum sıcaklıkta 1 saat süre ile karbonizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. 500°C'de karbonize edilmiş tekstil atıkları ve ham olarak alınan tekstil atıkları KOH ile ağırlıkça 1:1, 1:2 ve 1:3 olacak şekilde (1 birim karbonize malzeme, 3 birim KOH) saf su ile impregnasyon yapılarak etüvde kurutulmuş ve silindirik fırında 800°C maksimum sıcaklıkta sıcaklıkta 10°C/dakika ısıtma hızında, 100 ml/dakika azot akış hızında 1 saat süre ile aktivasyon işlemi yapılmıştır. Karbonize edilen ürünlerin kimyasal aktivasyon işlemi sonucunda en yüksek yüzey alanı 1.826,98 m2/g yüzey alanı ile 1:2 oranında KOH ile muamele edilmiş olan CD17K2 (parça bez denim) ürününde, ham tekstil atıklarına aktivasyon işlemi sonucunda en yüksek yüzey alanı 1.181,21 m2/g ile 1:1 oranında KOH ile muamele edilmiş olan CD17H1 (Parça bez denim) ürününde tespit edilmiştir. Fiziksel aktivasyon işleminde ham tekstil atıkları olan parça bez denim ve siyah iplik üstüpü numunelerinden (PBD ve SUI); 10 °C/dk ısıtma hızında 600 °C maksimum sıcaklıkta 1 saat süresince tutulmuş akabinde 10 °C /dk ısıtma hızında 950 °C maksimum sıcaklıkta 30 dakika süresince 900 °C 'de su buharı verilmeye başlanarak muamele edilmiştir. Fiziksel aktivasyon yolu ile elde edilen aktif karbonların en düşük yüzey alanı 574,26 m2/g SUIFA (siyah iplik üstüpü) iken, en yüksek yüzey alanı ise 656,02 m2/g PBDFA (parça bez denim) olarak bulunmuştur. Karbonize edilmiş tekstil atıkları ve ham tekstil atıklarından elde edilen aktif Karbonların fizikokimyasal karakteristikleri x-ray difraksiyon (XRD), taramalı mikroskobu (SEM), Bruneur – Emmet – Teller (BET), elementel analiz ve Fourier Transform İnfrared Spektrofotometresi (FT-IR) analizleri kullanılarak çalışıldı.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to produce activated carbon from three different textile wastes through chemical and physical activation methods. Activated carbon was obtained from raw textile wastes and from these wastes after carbonization at 500 °C using KOH as the chemical activating agent, and the characterization of the resulting activated carbons was carried out. In addition, activated carbon was produced from raw textile wastes by the physical activation method, and the characterization of the obtained activated carbons was performed. The textile wastes used in this study consist of black yarn waste generated during denim fabric production processes (80% cotton, 20% polyester), denim fabric waste (98.5% cotton, 1.5% elastane), and sized warp yarn waste (100% cotton). These wastes were used both in their raw form and after applying a carbonization process. For the carbonization process, the textile wastes were heated to 500 °C at a heating rate of 10 °C/min under a nitrogen gas flow rate of 100 mL/min, and carbonization was carried out by holding the maximum temperature for 1 hour. Textile wastes carbonized at 500 °C and raw textile wastes were impregnated with KOH at weight ratios of 1:1, 1:2, and 1:3 (1 part carbonized material to 3 parts KOH) using distilled water. After impregnation, the samples were dried in an oven and then activated in a cylindrical furnace at a maximum temperature of 800 °C with a heating rate of 10 °C/min under a nitrogen flow rate of 100 mL/min for 1 hour. As a result of the chemical activation of carbonized products, the highest surface area (1826.98 m²/g) was obtained for the CD17K2 (denim fabric waste) sample treated with KOH at a 1:2 ratio. For the raw textile wastes, the highest surface area (1181.21 m²/g) was determined for the CD17H1 (denim fabric waste) sample treated with KOH at a 1:1 ratio. In the physical activation process, raw textile waste samples consisting of denim fabric waste and black yarn waste (PBD and SUI) were heated at a rate of 10 °C/min to a maximum temperature of 600 °C and held for 1 hour. Subsequently, the temperature was increased to 950 °C at a heating rate of 10 °C/min and maintained for 30 minutes, during which steam was introduced at 900 °C. Among the activated carbons obtained by physical activation, the lowest surface area was found to be 574.26 m²/g for SUIFA (black yarn waste), while the highest surface area was 656.02 m²/g for PBDFA (denim fabric waste). The physicochemical characteristics of the activated carbons obtained from carbonized and raw textile wastes were investigated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET) surface area analysis, elemental analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).
Benzer Tezler
- Fındık kabuğunun aktifleştirilmesinde ve boyarmadde gideriminde ses ötesi dalgaların etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of ultrasonic waves on the activation of hazelnut shells and dyestuff removal
YAVUZ KARADAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiGiresun ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM TUNÇ DEDE
- Enerji depolamada yenilikçi karbon yapılı esnek yüzeylerin üretimi ve analizi
Production and analysis of novel carbon structured flexible surfaces for energy storage applications
ESRA ŞERİFE KILIÇ
Doktora
Türkçe
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- Doğal lif takviyeli kompozitlerde lif / matris ara yüzey iyileştirme çalışmaları ve çevresel koşullara göre karakterizasyonu
Fiber / matrix interfacial improvement techniques and characterization due to environmental conditions for natural fiber reinforced composites
MEHMET SAFA BODUR
Doktora
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Nano-biyokompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve nadir toprakelementlerinin geri kazanımında kullanılmasının araştırılması
Synthesis and characterization of nano-biocomposites andinvestigation of their use in the recovery of rare earth elements
HASAN TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİYE YUŞAN
PROF. DR. CEM GÖK
- Esnek poliüretan köpük üretiminden kaynaklanan atıklardan elde edilen poliolün esnek poliüretan köpük üretiminde kullanılması
Use of polyol obtained from wastes resulting from flexible polyurethane foam production in the production of flexible polyurethane foam
YAPRAK AKSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA