Geri Dön

Asidik ön işlem uygulanan doğal bentonitin hidrojen ve karbondioksit adsorpsiyon kapasitelerinin incelenmesi

Investigation of hydrogen and carbon dioxide adsorption capacity of acid pre-treated natural bentonite

PDF İndir

  1. Tez No: 932750
  2. Yazar: AYŞE NİSA BİNGÖL
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. EZGİ BAYRAKDAR ATEŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Mühendislik Bilimleri, Energy, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yalova Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

Artan tüketim alışkanlıklarının olumsuz getirileri olan giderek yükselişe geçen enerji ihtiyacının karşılanması ve endüstriyel faaliyetler sonucu ortaya çıkan hava kirliliği emisyonlarının çevreye verdikleri zararlar sonucu hem alternatif enerji kaynakları hem de karbon azaltım faaliyetleri büyük önem kazanmıştır. Bu doğrultuda öne çıkan alternatif çözümlerden biri olan hidrojenin yaygın ve güvenli kullanımı için depolanma teknolojilerinin geliştirilmesi önemli bir konudur. Öte yandan, gerek hidrojen üretiminde hala geleneksel yöntemlerin kullanılıyor oluşuna bağlı olarak gerekse diğer enerji, sanayi ve bireysel faaliyetler sonucu ortaya çıkan CO2 'in salınımındaki artış ve bunun azaltımı için çeşitli karbon yakalama alternatiflerinin geliştirilme zorunluluğu gaz adsorpsiyonu konusunu ön plana çıkarmaktadır. Fiziksel adsorpsiyonda gözenekli yapılar ön plana çıkarken, oldukça gözenekli yapıya sahip doğal ya da yapay kil yapıları iyi bir alternatif olarak dikkat çekmektedir. Hem fiziksel hem kimyasal yapı avantajları sayesinde H2 ve CO2 gibi gazların adsorpsiyonu için oldukça uygundurlar. Ülkemizde farklı zeolit madenleri açısından önemli rezervlere sahipken, bunlar arasında en bol bulunanlarından biri bentonitlerdir. Bentonitin yapısal avantajları sayesinde adsorban olarak kullanılabilmektedir. Ülkemizde bolca bulunan böyle bir kaynağın üretilen ve atık gaz gibi iki farklı alanda kullanılması çevresel sürdürülebilirlik, kaynak sürdürülebilirliği ve ekonomik sürdürülebilirlik açısından önem arz etmektedir. Bentonitler mevcut halleriyle de adsorban olarak kullanılmaya uygun olsa da, literatür çalışmaları bentonit ve diğer zeolit türlerine çeşitli ön işlemler uygulandığında adsorban yeteneklerinin önemli ölçüde geliştiğine işaret etmektedir. Enerji ve çevre konuları birbirinden ayrılmaz bir bütün olarak değerlendirildiğinde gerek üretilen gerekse faaliyet sonucu açığa çıkan emisyonların adsorpsiyonu üzerinde çalışılması gereken önemli bir alandır. Gaz adsorpsiyonu emisyonlar açısından bakıldığında önemli bir arıtım tekniği olarak da değerlendirilmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada kolay bulunabilen, ekonomik, kimyasal ve termal ön işlemlere uygun, adsorpsiyon yeteneği yüksek bir H2 ve CO2 adsorplayıcı malzeme hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, bentonite 65⁰C ve 85⁰C sıcaklıklarda ve 0.2M, 0.5M ve 1M derişimde HCl ile ön işlem uygulandıktan sonra, doğal ve aktivasyon işlemi gören bentonitlerin yapılarındaki değişim ile yüzey alanı ve gaz adsorpsiyon kapasiteleri gibi özelliklerinin değişimleri karşılaştırılmıştır. Yapılan incelemeler sonucu, artan sıcaklık ve asit konsantrasyonun bentonitin fiziksel ve kimyasal yapıları üzerinde olumlu modifikasyonlar sağladığı tespit edilmiştir. XRD analizinde gerçekleşen kristallerin kırınımında, FTIR analiziyle yapısında bulunan grupların değişiminde, TG-DTA analizleriyle artan sıcaklıkla ağırlık kayıplarının belirlenmesiyle, SEM görüntüleri aracılığıyla da görünürlük kazanmakla birlikte EDS analizlerinde bentonitin yapısında bulunan elementlerin bileşim değişikliği görülmüştür. Yapılan BET yüzey alanı çalışmalarında, en yüksek yüzey alanı değerinin 70.8 m2/g, en yüksek N2 adsorpsiyonun 78.52 cm3/g, en fazla H2 adsorpsiyon kapasitesinin 51.07 cm3/g ve en yüksek CO2 adsorpsiyon kapasitesinin ise 2.32 cm3/g olduğu bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

Both alternative energy sources and carbon reduction activities have gained great importance as a result of meeting the ever-increasing energy demand, which are the negative consequences of increasing consumption habits, and the environmental damage caused by air pollution emissions resulting from industrial activities. Developing storage technologies for the widespread and safe use of hydrogen, which is one of the prominent alternative solutions in this direction, is an important issue. On the other hand, due to the fact that traditional methods are still being used in hydrogen production, the increase in CO2 emission resulting from other energy, industrial and individual activities and the necessity to develop various carbon capture alternatives for its reduction brings the issue of gas adsorption to the forefront. While porous structures come to the fore in physical adsorption, natural or artificial clay structures with a highly porous structure attract attention as a good alternative. Thanks to both physical and chemical structure advantages, they are very suitable for adsorption of gases such as H2 and CO2. While our country has significant reserves of different zeolite minerals, one of the most abundant among them is bentonite. Thanks to the structural advantages of bentonite, it can be used as an adsorbent. The utilization of such a resource, which is abundant in our country, in two different areas such as produced and waste gas, has a significant impact on environmental sustainability, resource sustainability and economic sustainability. Although bentonites are suitable for use as adsorbents in their current form, literature studies indicate that the adsorbent capabilities of bentonite and other zeolite species are significantly improved when various pretreatments are applied. Considering energy and environment as an inseparable whole, adsorption of both produced and operational emissions is an important area to be studied. Gas adsorption is also considered as an important treatment technique in terms of emissions. Therefore, the aim of this study was to prepare a readily available, economical, suitable for chemical and thermal pretreatments, and highly adsorptive H2 and CO2 adsorbent material. For this purpose, after pretreatment of bentonite with HCl at 65AQ< 462 and 85⁰C temperatures and 0.2M, 0.5M and 1M concentrations, the changes in the structure of natural and activated bentonites and the changes in their properties such as surface area and gas adsorption capacity were compared. As a result of the investigations, it was determined that increasing temperature and acid concentration provided positive modifications on the physical and chemical structures of bentonite. The changes in the structure of bentonite were observed by XRD analysis in the diffraction of crystals, by FTIR analysis in the change of groups in its structure, by TG-DTA analysis in the determination of weight loss with increasing temperature, by SEM images, and by EDS analysis in the structure of bentonite. In the BET surface area studies, it was found that the highest surface area value was 70.8 m2/g, the highest N2 adsorption was 78.52 cm3/g, the highest H2 adsorption capacity was 51.07 cm3/g and the highest CO2 adsorption capacity was 2.32 cm3/g.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    121743

    Refinement of sunflower seed oil used in deep fat frying by different adsorbents

    Derin yağda kızartma için kullanılan ayçiçek yağının farklı adsorbantlarla rafine edilmesi

    HALİL İBRAHİM BAĞCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    Gıda MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEDENİ MASKAN

  2. Tez No

    377442

    Atıksu arıtma çamurlarından biyohidrojen elde edilme potansiyelinin değerlendirilmesi

    Evaluation of biohydrogen production potential from sewage sludge

    İLKNUR ŞENTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    BiyoteknolojiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANİFE BÜYÜKGÜNGÖR

  3. Tez No

    555252

    Nar ve siyah havuç posalarında biyoaktif bileşik ekstraksiyon verimini artırmak için karbonik maserasyon ön işleminin uygulanması

    Application of carbonic maceration pretreatment to increase bioactive compound extraction yield from pomegranate and black carrot wastes

    MÜZEYYEN MERİÇ YANIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERKAN KARACABEY

  4. Tez No

    533909

    Optimization of optical and electrochemical properties of PANI, PEDOT conducting polymers to design electrochromic device

    PANI, PEDOT iletken polimerin elektrokromik cihaz tasarımı için optik ve elektrokimyasal özelliklerinin optimizasyonu

    İSMAİL BÜTÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM

  5. Tez No

    389199

    Laktik asit bakterilerinin Enterobacter sakazakii üzerine antibakteriyal etkisinin incelenmesi

    Antibacterial effect of some lactic acid bacteria on Enterobacter sakazakii

    SİNEM DOĞAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP DİLEK HEPERKAN

Geri Dön