Çay atığından adsorbent üretimi ve üretilen adsorbentin adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Production of adsorbent from waste tea and investigation of adsorption properties of the adsorbent produced
- Tez No: 233031
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEKİ AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyokütle, çay atığı, gözenekli katı, K2CO3, adsorpsiyon, mikrodalga, Biomass, tea waste, porous solid, K2CO3, adsorption, microwave
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
Bu tez çalışması kapsamında, ilk kez, ülkemizde her yıl büyük miktarda biriken biyokütle atıklardan biri olan çay atığından, yüksek yüzey alanına (>1000 m2/g) sahip gözenekli katı üretilmiştir. Elde edilen ürünün ve orijinal biyokütlenin iki farklı sıcaklıkta (15 °C ve 30 °C) adsorplama kapasiteleri, fenolün sulu ortamdan adsorpsiyonu ile belirlenerek prosesin termodinamik incelemesi gerçekleştirilmiştir.Gözenekli katı, öncelikle, alışılagelmiş (konvansiyonel) yöntem olmak üzere, bu yönteme mikrodalga ön işleminin entegre edilmesiyle uygulanan yeni yöntemle üretilmiştir. Kimyasal aktivasyon, insan sağlığına ve çevreye zararsız bir kimyasal olan, K2CO3 ile gerçekleştirilmiştir. Araştırmada, öğütülmüş çay atığının iki farklı boyuta sahip (-500µm ve +500µm) fraksiyonu kullanılmıştır. Alışılagelmiş yöntemin uygulandığı çalışmada, üretim yöntemi (kimyasal aktivasyon, yalnız karbonizasyon), kütlece K2CO3/çay atığı oranı (0.5, 1.0, 1.5, 2.0), kimyasal aktivasyon süresi (0 h, 24 h), karbonizasyon sıcaklığı (400, 500, 600, 700, 800, 900 °C) ve süresinin (30, 60, 120 dk) son ürüne etkileri belirlenmiştir. Ürün, yüzey alanı, gözenek boyut dağılımı ve yoğunluğuna göre karakterize edilmiştir. Mikrodalga ön işleminin uygulandığı çalışmada ise, ortamdaki su miktarının (9.0, 18.0, 27.0 g), ön işlem süresinin (120, 150 s) ve mikrodalga reseptörü kullanımının etkisi araştırılmıştır.Sonuç olarak; kimyasal aktivasyonun, yüksek yüzey alanı ve gözenekliliğe sahip katı madde üretiminde çok önemli bir rol oynadığı, kullanılan K2CO3 miktarının ve kimyasal aktivasyon işlemi süresinin gözenek gelişimini etkilediği, karbonizasyon sıcaklığının ve süresinin ise hem yüzey özellikleri hem de ürün verimi üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Mikrodalga ön işlemi ise kimyasal aktivasyon işleminin süresini kısaltarak, zaman ve enerji tasarrufu sağlamaktadır.Adsorpsiyon çalışması sonuçlarına göre, üretilen gözenekli katının farklı sıcaklıklardaki fenol adsorpsiyon kapasitesi ise oldukça yüksek olup, sulardaki fenolün uzaklaştırılmasında etkin bir adsorbent olarak kullanılabileceği öngörülmüştür
Özet (Çeviri)
In this investigation, for the first time, a porous solid with high specific surface area (> 1000 m2/g) was produced from waste tea which is an abundant agricultural by-product in our country. The adsorption capacity of the porous solid prepared and the raw material were determined toward phenol at two different temperatures (15 °C and 30 °C) and also the thermodynamics study of adsorption processes was carried out.The porous solid was prepared primarily with conventional method. K2CO3, which is not a hazardous chemical and not deleterious as it is frequently used for food additives, was used as chemical activation reagent. The milled waste tea which has two different particle size (-500 µm and +500 µm) was used in this study. The effect of production procedures (chemical activation, only carbonisation), concentration of K2CO3 solutions (2.81, 5.63, 8.43, 11.21 M), impregnation ratios (0.5, 1.0, 1.5, 2.0), chemical activation times (0 h, 24 h), carbonisation temperatures (400, 500, 600, 700, 800, 900 °C) and carbonisation times (30, 60, 120 min) on properties of the product (i.e., surface area, pore size distribution, density) were investigated.A novel method was also applied to prepare porous material as well as conventional method. In this new method microwave pretreatment was integrated into conventional method. The effect of water content (9.0, 18.0, 27.0 g), microwave treatment period (120, 150 s) and the use of microwave receptor were investigated on surface area and porosity of the final product.The results showed that chemical activation had an important role to obtain porous material with high surface area and porosity. Impregnation ratio and chemical activation time particularly modified the pore structure. Carbonisation temperature and carbonisation time affected the surface properties and yield of the product. Microwave pretreatment did not have any significant effect on surface properties of the product. On the contrary, by reducing chemical activation time, it saved energy and time of process.The adsorption capacity of the waste tea increased with increasing temperature. The porous material has excellent adsorption capacity for phenol removal, therefore it is suggested that it is effective adsorbent to remove phenol from water.
Benzer Tezler
- Fabrika çay atıklarından aktif karbon üretimi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon özelliklerinin incelenmesi
Production of activated carbon from tea-industry waste, its characterization and investigation of adsorptive properties
ALİ GÜNDOĞDU
- Biyokütle atıklardan aktif karbon üretimi
Production of activated carbon from biomass wastes
MERYEM OZMAK
- Tarımsal yan ürünlerden düşük maliyetli yüksek gözenekli aktif karbonların hazırlanması, karakterizasyonu ve adsorpsiyon kapasiteleri
Preparation and characterization of low-cost high porous active carbons from agricultural by-products and their adsorption capacities
TUĞÇE AKTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ AKTAŞ
- Assessment of the renewability of black, instant and ice tea production and waste valorization processes
Siyah, instant ve soğuk çay üretimi ve çıkan atıkların değerlendirilmesi süreçlerinin yenilenebilirliğinin araştırılması
EBRU PELVAN PELİTLİ
Doktora
İngilizce
2017
EnerjiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN
- Phosphate recovery using green synthesized iron nanoparticles supported on bentonite
Bentonit destekli yeşil sentezlenmış demir nanoparçacıklar kullanılarak fosfor geri kazanımı
CEREN HÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA ERKEN