Production and characterization of activated carbon from sulphonated styrene divinyl benzene copolymer
Sülfonlanmış stiren divinil benzen kopolimerinden aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 153195
- Danışmanlar: PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL, DR. CEVDET ÖZTİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, İyon değiştiriciler, Sülfonlanmış stiren divinil benzen kopolimeri, Karbonizasyon, Gözenek yapısı, Buhar aktivasyonu vıı, Activated carbon, Ion-exchangers, Sulphonated styrene- divinylbenzene copolymer, Carbonization, Pore structure, Steam activation
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
ÖZ SÜLFONLANMIŞ STİREN DİVÎNİL BENZEN KOPOLİMERİNDEN AKTİF KARBON ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU ABDALLAH, Wisam Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Danışmanı: Prof. Dr. Hayrettin YÜCEL Yardımcı Tez Danışmanı: Dr. Cevdet ÖZTİN Ağustos 2004, 134 sayfa Sülfonlanmış stiren divinil benzen kopolimeri yapısına sahip H+ formundaki kuvvetli katyon değiştirici reçineler üzerinde elektrikli fırında karbonizasyon ve aktivasyon deneyleri yapılarak aktif karbon üretilmiştir. Bu araştırmada, BAYER Chemicals Inc. tarafından üretilen makro gözenekli bir reçine olan Lewatit MonoPlus SP 112 H kullanılmıştır. Karbonizasyon ve aktivasyon ürünlerinin karakterizasyonunda BET ve cıva porozimetresi teknikleri kullanılmıştır. Karbonizasyon ve aktivasyon ürünleri, BET, Civa Porozimetresi, Helyum Piknometresi, and SEM teknikleriyle incelenmiştir. Karbonizasyon zamanı ve sıcaklığın reçinelerin BET yüzeyi üzerindeki etkisi de araştırılmıştır. Karbonizasyon deneylerinde zaman ve sıcaklığın değiştirildiği iki set halinde (Set 1 ve 2) deney yapılmıştır. Aktivasyon deneylerinde (Set 3), karbonize iyon değiştiricileri (600 °C, 1 saat) 900°C'lik buharla aktivasyon zamanı ve buhar debisi değişitirilerek aktive edilmiştir. Buhar üretimi için kullanılan su banyosunun sıcaklıkları 60°C, 80°C ve 90°C olarak seçilmiştir. vıAktif karbonların gözenek yapıları uygun tekniklerle belirlenmiştir. Gözenek çapları 8180-50 nm arasında olan makrogözeneklerin hacmi ve yüzey alanı civa (intruzyon) porozimetresi ile ölçülmüştür. Mezogözenek (50-2nm arasında) yüzey alanları ve hacimleri -195. 6°C de N2 gaz adsorbsiyon tekniği ile, BET yüzey alanları da 0.05-0.02 bağıl basınç aralığında yine aynı teknikle belirlenmiştir. Yarıçapları 2 nm den küçük olan mikrogözeneklerin gözenek hacmi ve yüzey alanı 0°C de C02 adsorpsiyon ölçümleri ve Dubinin-Raduskhevic denkleminin kullanılmasıyla elde edilmiştir. Set 1 ve 2 deneylerinde, 0,5 ile 3 saat arasında değişen karbonizasyon zamanlarından ölçülen BET yüzey alanları ortalamadan en fazla 5% sapmalı değerler vermiş ve karbonizasyon zamanının ürünlerin yüzeyine hemen hemen hiç etkisi olmadığı gözlenmiştir. Set 3 deneylerinde, 6 saat boyunca 800°C'de aktive edilen örnek 2130m2/g ile en yüksek BET yüzeyine ulaşırken, 1 saat boyunca 800°C'de aktive edilen örnekte ise 636m2/g olan en düşük BET yüzeyi kaydeldilmiştir. Gözenek geometrisinin silindirik yapıda olduğunun bir ifadesi olarak azot adsorpsiyon/desorpsiyon izotermlerinde belirgin bir histeresis gözlenmemiştir. Adsorpsiyon izotermleri gözeneklerin çoğunlukla mikro ve mezo gözenek türünde olduğunu göstermektedir. Ürünlerin N2 (BET) ve C02 (D-R) yüzey alanları sırasıyla 636-2130m2/g ve 853-1858m2/g değerleri aralığında saptanmıştır. Aktif karbonların gözenek yapıları yüzde 8-53 civarında mezogözenekler ve yüzde 47-92 mikrogözeneklerden oluşmaktadır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF ACTIVATED CARBON FROM SULPHONATED STYRENE DIVINYLBENZENE COPOLYMER ABDALLAH, Wisam M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Hayrettin YÜCEL Co-Supervisor : Dr. Cevdet ÖZTİN August 2004, 134 pages Activated carbon was produced from strong cation-exchange resins, sulphonated styrene divinyibenzene copolymers originally in H+ form, by means of carbonization and steam activation in an electrical furnace. One macroporous resin produced by BAYER Chemicals Inc., Lewatit MonoPlus SP 112 H, was used in the research. Products of carbonization and activation were characterized by using BET, Mercury Porosimetry, Helium Pycnometry and SEM techniques. The effect of carbonization time and temperature on the BET surface areas of the resins were also investigated. Two sets of carbonization experiments (Set 1 and 2) were performed in which time and temperature were varied in order to study their effects on the BET surface areas of the products. In activation experiments (Set 3), carbonized ion-exchangers (600 °C, 1 hr) were activated with steam at 900°C, changing the time of activation and the steam flow rate. The temperatures of the water bath used for steam generation were selected as 60°C, 80°C and 90°C. ivThe pore structures of activated carbons were determined by proper techniques. The volume and area of macropores in the pore diameter range of 8180-50 nm were determined by mercury intrusion porosimetry. Mesopore (in the range of 50-2 nm) areas and volumes were determined by N2 gas adsorption technique at -195. 6°C, BET surface areas of the samples were also determined, in the relative pressure range of 0.05 to 0.02, by the same technique. The pore volume and the area of the micropores with diameters less than 2 nm were determined by C02 adsorption measurements at 0°C by the application of Dubinin Radushkevich equation. In the experiments of Sets 1 and 2, the BET surface area results of the six different carbonization times ranging from 0.5 to 3 hours gave almost the same value with a maximum deviation of 5% from the average showing almost no effect on the areas of the products. In the experiments of Set 3, the sample activated at 800°C for 6 hrs had the highest BET area, 2130 m2/g, and the one activated at 800°C for 1 hr had the lowest BET area 636 m2/g. N2 adsorption/ desorption isotherms showed no distinct hysteresis indicating a cylindrical geometry of the pores. Adsorption isotherms further indicated that the pores are both highly microporous and mesoporous. N2 (BET) and C02 (D-R) surface areas of the samples were in the range of 636-2130m2/g and 853-1858 m2/g, respectively. Surface areas of the samples consisted of about 8-53% mesopores and 47-92% micropores.
Benzer Tezler
- Production and characterization of activated carbon from pyrolysis of copolymers
Kopolimerlerin pirolizinden aktif karbon ürertimi ve karakterizasyonu
ARZU ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Production and characterization of activated carbon from pistachio-nut shell
Antep fıstığı kabuğundan aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
GAMZENUR ÖZSİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DR. AHMET KEMAL BEHLÜLGİL
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Production and characterization of activated carbon from apricot stones
Kayısı çekirdeğinden aktif karbon üretimi ve karekterizasyonu
NEZİH URAL YAĞŞİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Ayçiçeği kabuğundan aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of activated carbon from sunflower shell
HÜRREM HATİCE CİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKNUR DEMİRAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANAN ŞAMDAN
- Evsel bir atıksu arıtım çamurundan aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of activated carbon from a municipal sewage sludge
SİNEM MUTYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
KimyaEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜRRİYET ERŞAHAN