Atık PET'in mikrodalga reaktör kullanilarak NaOH ile depoli̇meri̇zasyonu
Depolymerızatıon of waste PET wıth NaOH usıng mıcrowave reactor
- Tez No: 848685
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMAHAT DORUK, DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT ARDA KÜÇÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çankırı Karatekin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Çevresel kirlilik, mevcut ve gelecekteki kentsel yaşamın karşılaştığı temel sorunlardan biridir ve aynı zamanda dünya doğal çevresine büyük bir tehdit oluşturur. Bu nedenle, en acil endişelerden biri etkili atık yönetiminin gerekliliğidir. Plastik, en önemli çevresel kirleticilerden biridir ve bunun içinde polietilen tereftalat (PET) konteynerleri, plastik oranının büyük bir bölümünü oluşturan önemli bir faktördür. Plastik şişelerin ana malzemesi olan polietilen tereftalat, genellikle su şişelerinde, yemek ve içecek ambalajlarında yaygın olarak kullanılır. Plastik atıkların bertarafı için kullanılan temel yöntemler gömme ve yakmadır. Bu yöntemler, atıkların nehir yataklarına sızmasına veya çevreye zararlı gazların oluşmasına neden olabilir. Plastiğin termo-fiziksel özellikleri nedeniyle, düşük değerli ürünlere dönüştürülerek ekonomik kayıplara yol açabilir. Bu nedenle, kimyasal geri dönüş, ham madde (PET) geri kazanımı için ideal bir alternatiftir. Bu çalışmanın odak noktası, alkalen hidroliz varlığında titanyum dioksit katalizörü kullanılarak kimyasal depolimerizasyon ve tereftalik asit (TPA) üretimidir. Reaksiyon koşullarını, sıcaklık ve süre açısından kontrol etmek için mikrodalga (MW) ışınları kullanılarak gerçekleştirilen deneylerde TAGUCHI TASARIM yöntemi ve varyans analizi (ANOVA) kullanıldı. Tasarım deneylerimizde, sıcaklıklar (165, 180, 195)°C, süreler (10, 20, 30) dakika ve katalizör miktarı (0.01, 0.02, 0.03) g, baz konsantrasyonu NaOH% (12, 8 ve 4) olarak PET depolimerizasyon deneyleri gerçekleştirildi. İstatistiksel olarak, depolimerizasyon üzerinde en etkili değişken sıcaklık için (92.88) F değeri olarak belirlendi, onu baz konsantrasyonu takip etti ve (46.95) F değerine ulaştı, süre ve TiO2 katalizör miktarı benzer oranlarda (F) değerleriyle (30.07) ve (32.70) ulaştı. Sırasıyla, tüm değişkenler için (p) değeri sıfır (0) olarak bulundu, bu da bir hata olasılığının çok düşük olduğu anlamına gelir. Değişkenler arasındaki etkisi PET üzerinde kalan miktar üzerinden grafiklerle gösterildi, Mini Tab programı kullanılarak çizilen kontur grafikleri, sıcaklığın PET depolimerizasyonu üzerindeki en büyük etkiyi gösterdi. Diğer çizimler aracılığıyla, değişkenler arasındaki ilişki ayrıntılı olarak açıklandı ve her değişkenin PET üzerinde kalan miktar üzerindeki etkisini bulmak için bir doğrusal regresyon denklemi oluşturuldu. TPA, laboratuvar deneylerinde %99.9'luk yüksek verimlilikle üretildi. Sonuçlar FTIR, HNMR ve mikroskopi ile incelendi. Sonuçlar, deneylerden elde edilen üründe yüksek derecede saflık gösterdi. Bu nedenle, bu çalışma sadece PET atığıyla ilgili acil bir soruna yenilikçi bir çözüm sunmakla kalmaz, aynı zamanda çevresel sürdürülebilirliğin peşinde kimyasal geri dönüşümün kritik rolünü vurgular. Sadece malzemeleri kurtarmaktan öte, önerdiğimiz yaklaşım, plastik sürdürülebilirliği alanında önemli bir adım olarak kaynak koruma konusunda önemli ekonomik değer vaat ediyor. Çevresel sorumluluğun karmaşık manzarasında gezinirken, bu araştırma atık yönetimi ve sürdürülebilir malzeme geri kazanımının evrimleşen alanına kapsamlı ve ileri görüşlü bir bakış açısı sunar.
Özet (Çeviri)
Environmental pollution is one of the major problems facing current and future urban life, and it also poses a major threat to the world's natural environment. Therefore, one of the most pressing concerns is the need for efficient waste management. One of the most important environmental pollutants is plastic, including polyethylene terephthalate (PET) containers, which constitute a large percentage of plastic. Polyethylene terephthalate is the main material from which plastic bottles are made. It is most common in water bottles, where packaging materials (food and beverages) are common. The main methods used to dispose of plastic waste are burial and incineration. These methods may cause environmental problems, such as the leakage of waste into riverbeds or the generation of gases that are harmful to the environment. Due to the thermo-physical properties of the plastic, it is converted into low-value products, resulting in an economic loss. Therefore, chemical recycling is the ideal alternative for recovering raw materials (PET). The focus of this study was on the chemical depolymerization and production of terephthalic acid (TPA) using alkaline hydrolysis in the presence of titanium dioxide as a catalyst and using a microwave (MW) irradiation reactor for heating and controlling the reaction conditions in terms of temperature and time. For our design experiments, the TAGUCHI DESIGN method and analysis of variance (ANOVA) were used to analyze the product, which is terephthalic acid (TPA), where the temperatures were (165, 180, 195)C, the time was (10, 20, 30) minutes, and the amount of catalyst (0.01, 0.02, 0.03) g, base concentration NaOH% (12, 8, and 4) to conduct PET depolymerization experiments. Statistically, the most influential variable on depolymerization was identified, as the F value for temperature was (92.88), followed by the base concentration, which reached an F value of (46.95), while time and the amount of the catalyst TiO2 showed similar proportions, with their (F) values reaching (30.07) and (32.70). Respectively, the (p) value was found for all variables, as it reached zero(0), meaning that the probability of an error occurring is very small. The effect of the factors among them on the remaining PET was demonstrated through graphics, where contour plots were drawn using the Mini Tab program, which showed that temperature is the largest influence on the depolymerization of PET. Through other drawings, the relationship was explained in detail between the variables and the amount of remaining PET, and a linear regression equation was also created to find the effect of each variable separately on the amount of remaining PET. TPA was produced with high productivity, reaching 99.9% during laboratory experiments. The results were examined by FTIR, HNMR, and microscopy. The results showed a high degree of purity in the product resulting from the experiments. Therefore, this study not only presents an innovative solution to the pressing challenge of PET waste but also underscores the critical role of chemical recycling in the pursuit of environmental sustainability. Beyond merely recovering materials, our proposed approach represents a significant stride toward resource conservation, promising to impart substantial economic value to the realm of plastic sustainability. As we navigate the complex landscape of environmental stewardship, this research contributes a comprehensive and forward-thinking perspective to the evolving field of waste management and sustainable material recovery.
Benzer Tezler
- Atık PET'in KOH kullanılarak katalizörlü ortamda mikrodalga reaktör ile depolimerizasyonu
Depolymerızatıon of waste pet usıng KOH ın a catalyzed envıronment wıth a mıcrowave reactor
MUSTAFA ABDULATEEF HASHIM ALBOISOD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiÇankırı Karatekin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMAHAT DORUK
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEDAT ARDA KÜÇÜK
- Atık plastiklerin mikrodalga ve termal yöntemlerle pirolizi
Pyrolysis of waste plastics with microwave and thermal methods
MİKAİL OLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KARACA
- Gıda ürünlerinin ambalajı üretiminde hammadde ve katkı maddelerinin geridönüşümü ve tekrar kullanımı
Recycling and reusage of raw materials and additives in production of food stuffs packaging
NİLGÜN AKÜZÜM
- Atık PET'in 1,3-propandiol glikoliz ürünlerinden su bazlı akrilik modifiye alkid reçinelerin üretimi
Production of water borne acrylic modified alkyd resins from 1,3-propanediol glycolysis products of waste PET
NAGİHAN AKGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IŞIL ACAR
- Atık PET'in farklı glikoliz ürünlerinden su bazlı akrilik modifiye alkid reçinelerin üretimi
Production of water borne acrylic modified alkyd resins from different glycolysis products of waste PET
ÖZGE NAZ BÜYÜKYONGA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GAMZE GÜÇLÜ