Carbon dioxide capture by adsorption on a biomass based activated carbon
Biyokütle tabanlı aktif karbon üzerinde adsorpsiyon ile karbon dioksityakalama
- Tez No: 501862
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALP YÜRÜM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Karbondioksitin adsorpsiyonu, ayçiçeği sapından elde edilen aktif karbonlar üzerinde incelenmiştir. Bu tarımsal atığın ilginç yapısı ve bolluğu, bu malzemeyi aktif karbon (AC) hammadesi olarak kullanılması için iyi bir aday yapmaktadır. AC örnekleri, fiziksel ve kimyasal aktivasyon yöntemlerinin bir kombinasyonuyla üretilmiştir. Alkali hidroksit olarak KOH ve NaOH aktivasyon ajanı olarak seçilmiştir. FTIR, TGA, BET analizleri, üretilmiş biyo-kömür ve aktif karbon örneklerinin yapılarını incelemek için yapılmıştır. Yüksek sıcaklıklar ve daha uzun karbonizasyon, fonksiyonel grupların hammaddeden daha fazla uzaklaşmasına ve sentezlenmiş biyo-kömur ve AC'de daha yüksek yüzey alanı elde edilmesine sebep olmuştur. NaOH ve KOH aktif örnekleri için en yüksek yüzey alanı sırasıyla 2948.43 ve 2267.52 m2/g olarak ölçülmüştür. Bu çalışmada aktivasyon ajanı olarak NaOH ile daha yüksek yüzey alanı elde ederken, KOH ile 0.78 gibi daha yüksek mikrogözenek/toplam gözenek hacmi ve 2.08 nm gibi daha küçük ortalama gözenek çapı elde edilmiştir. Bu çeşit gözenek dağılımları karbon dioksit adsorpsiyonu açısından NaOH ile elde edilen değerlere göre daha uygundur. NaOH ile mikrogözenek/toplam hacim oranı 0.68 ve ortalama gözenek çapı 2.63 nm olarak ölçülmüştür. Bu sebeple 0 ile 8 bar basınç aralığında, KOH aktifleştirilmiş numuneler ile, NaOH ile aktive edilen AC'lere göre, daha yüksek adsopsiyon kapasitesi elde edilmiştir. NaOH ile aktivite edilmiş örneklerde daha kısa karbonizasyon süresi karbondioksit adsorpsiyonunda belirgin bir fark yaratmamıştır. KOH ile aktivasyonda ise 0 ile 2 bar basınç aralığında ciddi bir fark elde edilmezken, daha yüksek basınçlarda karbonizasyon süresiyle adsorpsiyon miktarı artmıştır. Ayrıca KOH ile aktivite edilen örneklerde yapılan izoterik adsorpsiyon enerjisi ve Gibbs serbest enerjsi termodinamik analizleri, KOH ile aktive edilmiş AC üzerinde CO2 adsorpsiyonunun ekzotermik ve fiziksel tutunma olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Adsorption of carbon dioxide has been examined on activated carbons produced from sunflower's stem pith. Interesting structure and abundance of this agricultural residue make it a good candidate for the AC's precursor role. The AC samples are produced with a combination of physical and chemical activation methods. Two alkali hydroxides of KOH and NaOH are selected as the activation agents. FTIR, TGA and BET tests are done on the bio-chars and activated carbon produced to study the structure of them. Higher temperatures and longer carbonization, cause the elimination of more functional groups from the raw material and a bring a higher surface area to the synthesized bio-chars and ACs. The highest surface area for NaOH and KOH activated samples are measured as 2948.43 and 2267.52 m2/g, respectively. In this study, NaOH, as the activation agent, provides higher surface area but KOH produces higher micropore to total volume ratio of 0.78 and 2.08 nm average pore diameter. This pore size distribution is more favorable for carbon dioxide adsorption than of NaOH which are measured as 0.68 micropore to total volume ratio and average pore diameter of 2.63 nm. Therefore, in the adsorption pressure range of 0 to 8 bars, KOH activated samples demonstrate higher adsorption capacity than AC activated by NaOH. For NaOH activated samples, shorter carbonization time does not cause any significant difference in the CO2 uptake. In case of KOH, in the pressure range of 0 to 2 bars, the uptake difference is negligible, but for higher pressures, carbon dioxide adsorption capacity increases by increasing the carbonization time. Moreover, thermodynamic analysis about the isosteric heat of adsorption and Gibbs free energy of the samples activated by KOH, indicates that the CO2 adsorption on AC is exothermic and a physisorption process.
Benzer Tezler
- Alg-türevli nanogözenekli karbon sentezi ve karbondioksit (CO2) yakalama performansının incelenmesi
Synthesis of algae-derived nanoporous carbon and investigation of its carbon dioxide (CO2) capture performance
KHADIJA MAMMADYAROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜGE SARI YILMAZ
- Karbon soğurucular yardımıyla mikroalg havuzlarının karbondioksit yakalama veriminin arttırılması
Increasing carbon utilization efficiency in microalgae cultivation by use of carbon capturing chemicals
ÜNAL ŞEN
Doktora
Türkçe
2021
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİRAT GÜROL
- Farklı polimerler ile fonksiyonelleştirilen katmanlı malzemelerin karbondioksit tutma verimliliğinin araştırılması
Investigation of carbon dioxide capture efficiency of layered materials functionalized with different polymers
DENİZ SEZGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜGE SARI YILMAZ
- High-throughput computational screening of MOFs for carbon dioxide capture and hydrogen purification
Karbon dioksit yakalama ve hidrojen saflaştırma süreçlerinde kullanılmak üzere metal-organik gözenekli yapıların gaz ayırma performanslarının kapsamlı hesaplamalı taraması
GÖKAY AVCI
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Karbondioksitin elektrolizi ile karbon nanofiber üretiminin tasarımı ve optimizasyonu
Design and optimization of carbon nanofiber production by electrolysis of carbon dioxide
NİHAT ÖZER UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERKER FIÇICILAR