Farklı aktivasyon yöntemlerinin aktif karbon özelliklerine etkisi
Effect of different activation methods on activated carbon properties
- Tez No: 154477
- Danışmanlar: PROF.DR. ÜLKER BEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, kimyasal aktivasyon, BET yüzey alanı, gözenek yapısı, Activated carbon, chemical activation, BET surface area, pore structure. XI
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2022
Kimya MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN VAROL
- 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
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- 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
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- 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
2024
Gıda MühendisliğiNevşehir Hacı Bektaş Veli ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FEYZA KIROĞLU ZORLUGENÇ
- 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
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR