Biyoatık destekli biyokömür üretimi, mikrodalga ısıtmayla heteroatom katkılama ve ağır metal giderimi
Bioadditive-assisted biochar production, heteroatom doping via microwave heating, and heavy metal remediation
- Tez No: 977411
- Danışmanlar: PROF. DR. CAFER SAKA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, Ağır metal giderimi, Bakır, Biyokömür, Heteroatom, Kadmiyum, Katkılama yöntemleri, Adsorption, Heavy metal removal, Copper, Biochar, Heteroatom, Cadmium, Doping method
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Siirt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, hammadde olarak nar kabukları kullanılarak çevre dostu ve sürdürülebilir bir yaklaşımla biyokömür üretimi gerçekleştirilmiştir. Nar kabukları, klasik fırın yöntemiyle piroliz edilerek biyokömür elde edilmiştir. Elde edilen biyokömürün yüzey özelliklerini ve adsorpsiyon kapasitesini artırmak amacıyla heteroatom katkılama işlemlerine tabi tutulmuştur. Bu kapsamda; NH3 ve HNO3 kullanılarak azot (N), H2SO4 ile kükürt (S), H3PO4 ile fosfor (P) ve H2O2 ile oksijen (O) katkılamaları gerçekleştirilmiştir. Her bir doping işlemi, farklı molar oranlarda (1:1, 1:2, 1:3, 1:4) uygulanarak en uygun katkılama oranı belirlenmiştir. Mikrodalga fırınında katkılanan heteroatomların stabilitesini sağlamak adına farklı güç seviyelerinde (250 W, 500 W, 750 W ve 1000 W) ve farklı süreler (5, 10, 20 ve 40 dakika) uygulanarak optimum üretim koşulları araştırılmıştır. Elde edilen N,O,S ve P katkılı biyokömür örneklerinin ağır metal iyonları olan Cu2+ ve Cd2+ üzerine adsorpsiyon kapasitesi incelenmiştir. Adsorpsiyon çalışmaları kapsamında; başlangıç konsantrasyonu, adsorbent miktarı, sıcaklık ve kinetik parametreler detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında ise üretilen malzemelerin morfolojik, yapısal ve yüzey özelliklerini belirlemek amacıyla SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), EDS (Enerji Dağılımlı Spektroskopi), XRD (X-ışını Difraksiyonu), BET (Yüzey Alanı Analizi) ve FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, nar kabuklarından elde edilen heteroatom katkılı biyokömür, ağır metal giderimi açısından yüksek performansa sahip çevreci bir adsorbent materyal olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, environmentally friendly and sustainable biochar was produced using pomegranate peels as a raw material. The pomegranate peels were pyrolyzed using a conventional microwave oven method to obtain biochar. Microwave pyrolysis was conducted at different power levels (250 W, 500 W, 750 W, and 1000 W) and durations (5, 10, 20, and 40 minutes) to investigate the optimal production conditions. The resulting biochar was subjected to heteroatom doping to enhance its surface properties and adsorption capacity. In this context, nitrogen (N) doping was carried out using NH₃ and HNO₃, sulfur (S) with H₂SO₄, phosphorus (P) with H₃PO₄, and oxygen (O) with H₂O₂. Each doping process was applied at different molar ratios (1:1, 1:2, 1:3, 1:4) to determine the optimal doping condition. The adsorption capacity of the produced activated carbon materials for heavy metal ions such as Cu²⁺ and Cd²⁺ was investigated. The adsorption studies included a detailed analysis of initial concentration, adsorbent dosage, temperature, and kinetic parameters. Characterization studies were conducted to determine the morphological, structural, and surface properties of the materials using SEM (Scanning Electron Microscopy), EDS (Energy Dispersive Spectroscopy), XRD (X-ray Diffraction), BET (Surface Area Analysis), and FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). The results demonstrated that heteroatom-doped biochars derived from pomegranate peels are environmentally friendly adsorbents with high performance in the removal of heavy metals.
Benzer Tezler
- Amino reçineleri içeren odun esaslı kompozit atıkların mikrodalga destekli katalitik pirolizi
Microwave assisted catalytic pyrolysis of wood composite wastes containing amino resins
NARİN TUĞÇE GEDİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiKarabük ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİYET ŞAHİN KOL
- Subkritik su ortamında katı atıklardan elde edilen hidrokömürler ile morchella esculenta ekstraktının immobilizasyonu, hava filtresine uygulanması ve antimikrobiyal özelliklerinin incelenmesi
Immobilization of morchella esculenta exract with hydrochar obtained from solid wastes in subcritical water, application to air filter and investigation of antimicrobial propeerties
İZZETCAN KINACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaMersin ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDAL YABALAK
DOÇ. DR. ELİF AYŞE ERDOĞAN ELİUZ
- RSM optimizasyonu ile çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak uçucu organik bileşiklerin giderilmesi ve fotovoltaik uygulamalarının incelenmesi
Examination of volatile organic compounds removal and photovoltaic applications using activated carbon derived from black cumin (Nigella Sativa L.) waste biomass through RSM optimization
EBRU BATUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiSiirt ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN KUTLUAY
- Torefiye edilmiş biyoatık katkılı dielektrikler kullanılarak üretilen triboelektrik nanojeneratörlerin dikey rüzgar türbinli sistemlere uygulanması
Application of torrefied biowaste-based triboelectric nanogenerators to vertical axis wind turbine system
ABDURRAHMAN ÖZEN
Doktora
Türkçe
2026
Metalurji MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN İPEK
- Silis dumanı destekli sıfır değerlikli nano demir kompozitin sentezlenmesi ve biyoyağ üretimi için katalizör olarak etkinliği
The synthesis of silica fume supported nano zero-valent iron composite and effectiveness as a catalyst for a bio oil production
KÜBRA ERSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHAR BAYRAK