Production and characterization of activated carbon from pistachio-nut shell
Antep fıstığı kabuğundan aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 286240
- Danışmanlar: DR. AHMET KEMAL BEHLÜLGİL, PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, Antep fıstığı kabuğu, Fosforik asit, Potasyum hidroksit, Gözenek yapısı, Aktivasyon, Activated carbon, Pistachio-nut shell, Phosphoric acid, Potassium hydroxide, Pore structure, Activation
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 212
Özet
Bu çalışmada, tarımsal bir atık olan antep fıstığı kabuklarından aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu incelenmiştir. Kimyasal aktivasyon yöntemi ile optimum üretim koşullarını belirlemek için sıcaklığın (300, 500, 700 and 900 oC) ve doyurma oranının ( 1:1, 2:1 ve 3:1; aktivasyon maddesi :numune) etkisi iki farklı yöntem (hammaddenin aktivasyonu ve kömür aktivasyonu) uygulanarak ve iki farklı aktivasyon maddesi (fosforik asit ve potasyum hidroksit) kullanılarak incelenmiştir.Aktif karbon üretmek için, kimyasalla doyurulmuş örnekler sürekli bir azot akışında (100 cm3 / dak) ve 10 oC/dak ısıtma hızında aktivasyon sıcaklığına kadar ısıtılmış ve bu sıcaklıkta 1 saat süreyle bekletilmiştir.Aktif karbonların gözenek yapıları N2 adsorpsiyonu ile belirlenmiş ve mikro ve mezogözenek analizleri ?Lokal Olmayan Yoğunluk Fonksiyonu Teorisi? ve ?Monte Carlo Simülasyon Yöntemi? ile belirlenmiştir. Üretilen aktif karbonların BET yüzey alanları bağıl basıncın 0.01 ile 0.15 olduğu bir aralıkta N2 adsorpsiyon verilerinden bulunmuştur.Hammadde aktivasyonu yöntemi uygulanarak, fosforik asit ile aktive edilmiş aktif karbonların BET yüzey alanları 880 ile 1640 m2/g arasında bulunmuştur. En yüksek BET yüzey alanı, 3/1 doyurma oranı ( g H3PO4/g hammadde), 500 oC aktivasyon sıcaklığında aktif karbon üretilmesi durumunda elde edilmiştir. Geleneksel olarak uygulanan, hammadde aktivasyonunun uygulandığı yöntem ile üretilen, fosforik asit ile aktive edilmiş aktif karbonların tekrarlanabilirliği de incelenmiştir. Sonuçlar, hem BET yüzey alanı değerlerinin hem de gözenek boyutu dağılımlarının kendi aralarında tutarlı olduğunu göstermiştir.Diğer taraftan, fosforik asit ile yapılan char aktivasyon deneyleri ile, mezogözenekli bir yapı oluşturularak, hammaddenin aktive edildiği yöntemden daha düşük BET yüzey alanlarına sahip olan aktif karbonlar üretilmiştir. Aynı kömür aktivasyonu yöntemi potasyum hidroksit ile denendiğinde ise, yüksek sıcaklıklarda mikrogözenekli yapı oluşturularak, yüksek BET yüzey alanlarına sahip aktif karbonlar üretilebileceği sonucuna varılmıştır.Sonuçlar, gözenek yapısı gibi, aktif karbonun kül içeriği, bulamaç pH değeri, gerçek yoğunluğu, elementel bileşimi, metilen mavi sayısı gibi özelliklerinin de, hem üretim koşulları hem de üretim yöntemi ile önemli oranda etkilendiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study production and characterization of activated carbon from an agricultural waste, pistachio-nut shells, was investigated. To determine optimum production conditions by chemical activation method, effect of tempreature (300, 500, 700 and 900 oC) and effect of impregnation ratio (1:1, 2:1 and 3:1 as activation agent:sample) were investigated by applying two different methods (raw material activation and char activation) and with two different activation agents (phosphoric acid and potassium hydroxide).To produce activated carbon, all the impregnated samples were heated to the final activation temperature under a continuous nitrogen flow (100 cm3/min) and at a heating rate of 10 oC/min and were held at that temperature for 1 hour.Pore structures of activated carbons were determined by N2 adsorption and micro-mesopore analysis was made by ?Non-local Density Functional Theory? and ?Monte Carlo Simulation? method (NLDFT-Monte Carlo Simulation Method). BET surface areas of produced activated carbons were found from N2 adsorption data in the relative pressure range of 0.01 to 0.15.BET surface areas of phosphoric acid activated carbons by raw material activation method were found between 880 and 1640 m2/g. The highest value of the BET surface area was obtained in the case of the activated carbon which was produced with an impregnation ratio of 3/1 (g H3PO4/g raw material), at an activation temperature of 500 oC. The repeatibility was also investigated on phosphoric acid activated carbons which were produced with conventional raw matererial activation method. Results showed that, both the BET surface area values and pore size distributions were consistent among themselves.On the other hand char activation experiments with phosphoric acid produced activated carbons having lower BET surface areas than the ones obtained with raw material activation method by creating mesoporous structure. When the same char activation method was tried with potassium hydroxide, it was concluded that elevated temperatures could help in producing activated carbons with high BET surface areas by creating microporous structure.Results also showed that properties of activated carbon such as ash content, slurry pH value, true density, elemental composition, methylene blue number and surface morphology were strongly affected by both production conditions and production method, as pore structure was affected considerably.
Benzer Tezler
- Fıstık kabuklarından aktif karbon üretimi ve hetero atom katkılama ile yüzey modifikasyonu ve ağır metal giderimi
Production of activated carbon from peanut shells and surface modification with heteroatom double and heavy metal removal
ÇETİN MURTAZAOĞLU
- 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 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
- Production and characterization of activated carbon from sulphonated styrene divinyl benzene copolymer
Sülfonlanmış stiren divinil benzen kopolimerinden aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu
WİSAM ABDALLAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
DR. CEVDET ÖZTİN
- 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