Geri Dön

Farklı aktivasyon yöntemlerinin aktif karbon özelliklerine etkisi

Effect of different activation methods on activated carbon properties

  1. Tez No: 154477
  2. Yazar: HALİL DERTLİ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. ÜLKER BEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, kimyasal aktivasyon, BET yüzey alanı, gözenek yapısı, Activated carbon, chemical activation, BET surface area, pore structure. XI
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 75

Özet

ÖZET Aktif karbonlar iç yüzey alanları ve gözenekliliği yüksek oranda arttırılmış karbon içerikli maddeler olup, bazen katı haldeki süngerler olarak da tarif edilmektedir. Son yıllarda, özellikle atıksu ve içme suyu arıtımında, gazlar ve sıvılardan kimyasal maddelerin adsorpsiyonu uygulamalarında aktif karbonların kullanımı artmıştır. Aktif karbonların bir diğer önemli endüstriyel kullanım alanı ise çözücülerin geri kazanımıdır. Gaz fazdaki uygulamalarda, aktif karbonlar çoğunlukla hava fıltrelerindeki kullanımı ile sadece endüstride değil hava şartlandırma uygulamalarında da geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Bu yüzden yenilenebilir ve bolca bulunan kaynaklardan düşük maliyetli aktif karbonların üretimine yönelik artan İlgi, aktif karbonların bazı tarımsal yan ürünlerden de üretiminin önemini arttırmıştır. Aktif karbonların üretimi çoğunlukla ardışık iki kademeden oluşur: Bunlar sırasıyla önce hammaddenin oksijensiz ortamda karbonizasyonu ve daha sonra karbonize edilmiş ürünün değişik yöntemlerle aktivasyonudur. Aktİvasyon kademesi, iyi kontrol edilen şartlar altında istenilen dönüşüme varılıncaya kadar gerçekleştirilebilir. Bu çalışmanın amacı, vişne çekirdeklerinin pirolizi sonucu elde edilen ürünlerin özelliklerini belirlemek ve bu ürünler üzerinde değişik aktivasyon yöntemlerinin etkilerini araştırmaktır. Vişne çekirdeği bolca bulunabilen ve biyolojik olarak bozunalabilen ucuz bir malzeme olup, aktif karbon üretiminde kullanılabilir. Vişne çekirdekleri Türkiye'de vişne suyu üretimi sırasında oluşan ve bolca bulunan bir atıktır. Diğer biyokütle atıklarında olduğu gibi, vişne çekirdekleri de selüloz, hemisellülozlar ve lignin'den oluşur. Bu atıklar havasız ortamda ısıtıldıklarında operasyon şartlarına bağlı olarak katran, gazlar, yağlar gibi çok değişik piroliz ürünlerine dönüşürler. Bu çalışmada hammadde olarak kullanılan vişne çekirdekleri birinci aşamada piroliz yöntemi ile karbonize edilmiş; ikinci aşamada ise HNO3, H3PO4, KOH ve ZnCİ2 gibi kimyasallar kullanılarak kimyasal aktivasyona tabi tutulmuştur. Uygulanan kimyasal aktivasyon sonucu elde edilen aktif karbonların yüzey alanlarının ve gözenek yapılarının gelişimi sağlanmıştır. Deneylerde kullanılan ekipmanlar; silindirik sabit yataklı ve elektrikle ısıtılan bir piroliz reaktörü, sıcaklık kontrol ünitesi, akış ölçer, sıvı ve gaz ürünlerin uzaklaştırılması için su ile soğutulan bir yoğuşturucudur. İçersinde azot gazının sürükleyici olarak kullanıldığı reaktör, seçilen sonuç sıcaklık olan 773 K'e, dakikada 5 K'lik sabit bir sıcaklık artış hızı ile ısıtılmış ve bu sıcaklıkta 120 dakika boyunca tutulmuştur. Her deney için 35 gram'lık bir biyokütle reaktöre beslenmiştir. Aktivasyon şartlan, üretilen aktif karbonların kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. HNO3, H3PO4, KOH ve ZnCİ2 kullanılarak gerçekleştirilen aktivasyon deneyleri sonucu üretilen aktif karbonların gözenek yapılarının mikro gözenekler ve makro gözenekler şeklinde olduğu saptanmıştır. Bu kimyasallar arasında en iyi sonuçları veren potasyum hidroksit kullanılarak yapılan kimyasal aktivasyonda, makro gözenek hacim ve çapında azalma, mikro gözenek çapında ise artış meydana gelmiştir. Yapılan tüm deneylerde üretilen aktif karbonlar, azot BET yöntemi, civa porozimetresi, SEM ve FT-IR kullanılarak karakterize edilmiştir.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Activated carbons are carbonaceous materials with highly developed internal surface area and porosity, sometimes described as solid sponges. In the last years, the use of activated carbons particularly in the treatment of wastewater and drinking water, in the applications of adsorbing chemicals from gases and liquids has been increased. Another important industrial use of activated carbons is the recovery of solvents. In case of gas phase applications, activated carbons are extensively used in air filters not only for industrial purposes but also for air conditioning applications as well. Due to the growing interest in low cost activated carbons produced from renewable and copious supplies, the production of activated carbons from several agricultural by-products has been gained much more importance nowadays. The production of activated carbons frequently consists of two sequential steps: carbonization of the raw material in the absence of oxygen (pyrolysis), and then the activation of the carbonized product with different methods. The activation step can be carried out under well- controlled conditions until a desired conversion is reached. The aim of this study is to determine the properties of the products, which were obtained from the pyrolysis of cherry stones and investigate the effects of different activation methods on these products. Cherry stone is an inexpensive, biodegradable material available in large quantities and can be used for the production of activated carbon. This is a very abundant waste product from the manufacture of cherry juice in Turkey. Being like most of other biomass residues, cherry stones are composed of cellulose, hemicelluloses and lignin. If it is heated in anaerobic conditions, they decompose to various pyrolysis products such as char, gases, and oils depending on the operating conditions. In this study, cherry stones were used as precursor and in the first step they were carbonized by pyrolysis method while in the second step chemical activation was applied by using chemicals such as HNO3, H3PO4, KOH and ZnCk. As a result of the implementation of chemical activation the development of surface areas and pore structures of the obtained active carbons was provided. The equipments used in the experiments are a cylindrical fix bed and electrically heated pyrolysis reactor, a temperature control unit, a flow meter and a water-cooled condenser for the removal of liquid/gas products. The reactor, which was purged by nitrogen gas was heated to the selected final temperature of 773 K by constant temperature increment rate of 5 K per minute and kept at this final temperature for a period of 120 minutes. For each experiment, 35 grams of biomass were fed to the pyrolysis reactor. Activation conditions have a significant effect on the quality of the produced activated carbons. It was found that the pore structure of the active carbons produced from the activation experiments, which were conducted by using HNO3, H3PO4, KOH and ZnCk had micro pores and macro pores. Chemical activation by using potassium hydroxide, which obtained the best results among the others led to a decrease in macro pore volume and diameter and an increase in micro pore diameter. All produced actived carbons from all conducted experiments were characterized by using nitrogen BET method, mercury porosimeter, SEM and FT-IR.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    769676

    Atık selülozik ipliklerden üretilen karbonlu malzemelerin viskon kumaşın konfor özelliklerine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of carbon materials produced from waste cellulosic yarns on the comfort properties of viscose fabric

    ÇAĞLA GÖKBULUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESİN VAROL

  2. Tez No

    713424

    Preparation of polyacrylonitrile grafted onto nano-clay for removal of aluminum from aqueous solutions

    Poliakrilonitril aşılanmış nano-kil sentezi ve alüminyumun sulu ortamlardan uzaklaştırılmasında kullanılması

    EDA KÜÇÜK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL

  3. Tez No

    632586

    Synthesis and characterization of various tungsten carbide powders from tungsten hexachloride powders via mechanochemical reaction and autoclave/pressure vessel methods

    Mekanokimyasal reaksiyon ve otoklav/basınçlı kap metodlarıyla tungsten hekzaklorür tozundan çeşitli tungsten karbür tozlarının sentezi ve karakterizasyonu

    NİHAN ÖZKAN AYTEKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

  4. Tez No

    909778

    Nar kabuğundan üretilen aktif karbonun armut suyunun renk özellikleri üzerine etkisi

    Effect of active carbon produced from pomegranate peel on the color properties of pear juice

    YASEMİN OKTAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiNevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FEYZA KIROĞLU ZORLUGENÇ

  5. Tez No

    543055

    Effect of microwave pretreatment on fate of antimicrobials and conventional pollutants during anaerobic sludge digestion and biosolids quality for land application

    Anaerobik çamur çürütme prosesinde uygulanan mikrodalga dezentegrasyon işleminin antimikrobiyallerin ve konvansiyonel kirleticilerin akıbetine ve arazi uygulaması için biyokatı kalitesine etkisi

    GÖKÇE KOR BIÇAKCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR

Geri Dön