Geri Dön

Şilempeden karbon esaslı malzemelerin hazırlanması ve sudaki bazı organik-inorganik kirleticilerin giderimi için kullanılması

Preparation of carbon based materials from vinasse and their use for the removal of some organic-inorganic pollutants from water

  1. Tez No: 546210
  2. Yazar: ÖMER KAZAK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ TOR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 163

Özet

Tez çalışmasında, biyoetanol üretimi sonucu atık olarak ortaya çıkan şilempeyi kullanarak çevre dostu yaklaşımlar ile aktive edilmiş karbonların (aktif karbonlar) hazırlanması, karakterize edilmesi ve kesikli adsorpsiyon tekniği ile sudaki bazı organik-inorganik kirleticilerin [metilen mavisi-Pb(II)] gideriminde kullanılma potansiyelleri araştırılmıştır. Şilempe 230 oC'de kurutulduktan sonra, azot atmosferinde belirli sıcaklıklarda (600, 800, 1000 oC) piroliz edilmiştir. Akabinde, piroliz ürünü malzeme iki farklı yöntem [(i)soğuk oksijen plazma tekniği ve (ii) hidrotermal şartlarda H2O2 ile muamele edilmesi)] sayesinde oksitlenerek ürün yapısı oksijence zenginleştirilmiştir. Sonrasında, azot atmosferinde tekrar uygulanan piroliz ile oksijen atomları yapıdan CO veya CO2 şeklinde uzaklaştırılmış ve gözenekli bir karbon malzeme elde edilmiştir. SEM, TGA, Raman spektroskopisi, FT-IR, XPS, BET ve zeta potansiyeli analizleri ile her iki oksidasyonun aktivasyon işleminde etkinliği incelenmiştir. 1000 oC'deki piroliz ürününün (i) 5 dakika plazma ve (ii) hidrotermal şartlarda 10 mL H2O2 ile oksitlenmiş halinin tekrar pirolizi ile hazırlanan aktif karbonların en büyük yüzey alanına sahip olmaları dolayısıyla (sırasıyla 832 m2/g ve 989 m2/g), sudaki metilen mavisinin gideriminde adsorbent olarak kullanılma potansiyelleri farklı deneysel şartlar altında araştırılmıştır. 800 oC'deki piroliz ürününe 3 dakika plazma ve hidrotermal şartlarda 10 mL H2O2 ile oksitlenmesi sonucu elde edilen karbon esaslı ürünlerin ise Pb(II)'nin giderimi için en uygun adsorbentler olduğu tespit edilmiş ve çeşitli parametrelerin giderime olan etkileri araştırılmıştır. Sonuç olarak, şilempenin, aktif karbon elde edilmesinde başlangıç maddesi olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir. Kısa sürede gerçekleştirilebilir olması ve maliyet analizi, plazma esaslı aktivasyonun, hidrotermal şartlardaki H2O2 yöntemine alternatif olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Hazırlanan aktif karbonların sudaki organik-inorganik kirleticileri etkili bir şekilde giderdiği tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Herein, activated carbon was derived from vinasse, a waste arising from the bioethanol production, by using environmentally-friendly approaches. After characterization studies, potential usability of the activated carbons towards both organic and inorganic model pollutants [methylene blue and Pb(II)] in the aqueous solutions was studied. Firstly, vinasse was dried at 230 oC. Then, it was pyrolyzed under N2 atmosphere at different temperatures (600, 800 and 1000 oC). The products were oxidized either by using cold oxygen plasma technique or with H2O2 in an autoclave. The final pyrolysis of oxidized carbon materials under N2 atmosphere induces the formation of activated carbon materials. The properties of the products were estimated by using TGA, SEM, Raman spectroscopy, FT-IR, XPS, BET and zeta potential measurements. By oxidation of 1000 oC-pyrolysis product with 5 minutes oxygen plasma followed with final pyrolysis at 1000 oC, a surface area of 832 m2/g has been developed. While, by oxidation of 1000 oC-pyrolysis product with 10 mL of H2O2 in autoclave and final pyrolysis at 1000 oC, the spesific surface area is 989 m2/g. The adsorption performance of both materials were evaluated towards methylene blue under several experimental conditions. The most suitable materials for removing Pb (II) from aqueous solution were found to be adsorbents obtained by oxidation of 800 oC-pyrolysis product with oxygen plasma for 3 minutes and 10 mL H2O2 in an autoclave, respectively. Consequently, the waste vinasse could be successfully utilized as a starting material for the activated carbon production. Performing the plasma activation in a short time and cost analysis indicated that it could be alternative to activation process performed by H2O2. Finally, it was shown that the obtained activated carbon/carbon-based materials were highly effective for removing both organic and inorganic pollutants from water.

Benzer Tezler

  1. Cibre ve şlempeden elde edilen aktif karbonun bitüm katkı maddesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması

    Investigation of usability of activated carbon obtained from marc and vinasse as bitumen additives

    ELİF ŞEYMA SEYREK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YILMAZ

    DR. HASAN ARSLANOĞLU

  2. Evaluation of molasses and vinasse performance for lipid production from green microalgae

    Yeşil mikroalglerden lipit üretiminde melas ve şilempenin performansının değerlendirilmesi

    IŞKIN ENGİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM

    DOÇ. DR. DENİZ ÇEKMECELİOĞLU

  3. Melasının değerlendirilmesinde şlempeden kaynaklanan kirliliğin azaltılması üzerine bir çalışma

    Başlık çevirisi yok

    KAMİL AYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Kimyaİnönü Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEKİR ÇETİNKAYA

  4. Şlempe arıtım tesisi atığı kondensatın özütleme yöntemi ile değerlendirilmesi

    Başlık çevirisi yok

    UĞUR SELENGİL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    KimyaEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. M. ERCENGİZ YILDIRIM

  5. Şilempenin makarnalık buğday (Triticum durum Desf.)'da verim ve kalite üzerine etkisi

    Effect of vinasse on yield end quality of durum wheat (Triticum durum Desf.)

    DENİZ BURAK RUŞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    ZiraatSelçuk Üniversitesi

    Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ TOPAL