Kenevir bitkisinden yeni biyo-bazlı akıllı polimer ve aktif karbon üretimi, karakterizasyonu
Production and characterization of activated carbon from hemp plant
- Tez No: 978687
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN KORKMAZ, DOÇ. DR. YUNUS ÖNAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Textile and Textile Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Aktif karbon, Biyopolimerler, Activated carbon, Biopolymers
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kenevir bitkisi, tarih boyunca hem endüstriyel hem de tıbbi amaçlarla yaygın şekilde kullanılan, köklerinden tohumlarına kadar tüm kısımları değerlendirilebilen önemli bir doğal kaynaktır. Atık oluşturmadan yüksek katma değerli ürünlere dönüştürülebilme potansiyeli, kenevirin son yıllarda endüstriyel alanda yeniden ilgi görmesini sağlamıştır. Bu çalışmada, kenevir bitkisinin atık durumda bulunan gövde kısmı değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, atık kenevir çubukları farklı sıcaklıklarda (400–900 °C) karbonize edilmiş ve ardından kimyasal aktivasyon yöntemi uygulanarak aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, farklı oranlarda potasyum hidroksit (1:3 ve 1:4; KOH), potasyum karbonat (1:4; K₂CO₃) ve çinko klorür (1:2; ZnCl₂) kimyasal bileşikleri kullanılarak 800 °C'de aktivasyon işlemleri uygulanmıştır. Elde edilen aktif karbon numuneleri; nem ve kül tayini, BET yüzey alanı analizi, FT-IR spektroskopisi, termal analiz (TGA/DTA), Raman spektroskopisi, CHNS elementel analizi, XRD ve SEM yöntemleriyle detaylı olarak karakterize edilmiştir. Sonuçlar, en yüksek yüzey alanının 2005 m²/g ile 1:4 oranında KOH kullanılarak sentezlenen WBM5KKOH14 (500°C'de elde edilen karbonize katının 1:4 KOH ile kimyasal aktivasyonu ile sentezlenen aktif karbon) numunesinde elde edildiğini göstermiştir. Adsorpsiyon testleri sonucunda da en yüksek performansın yine 1:4 KOH ile elde edilen aktif karbonlara ait olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ise kenevir esaslı biyobazlı polimerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Polimerizasyon reaksiyonlarında, toz haline getirilmiş ham kenevir (WBM-selüloz) ve 175 °C ile 200 °C sıcaklıklarda hidrotermal işlem uygulanmış hidrotermal katılar (WBMHTC175 ve WBMHTC200) çıkış maddesi olarak kullanılmış; reaktan olarak ε-kaprolakton ve adipik asit tercih edilmiştir. Sentezlenen polimer yapılar FT-IR, XRD ve SEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Analiz bulguları, yüksek sıcaklıkta hidrotermal işlemle lignin ve hemiselülozun uzaklaştırıldığını ve selülozun kristal yapısının açığa çıkarıldığını göstermektedir. Böylece reaktanların bu yapıya daha etkin bağlandığı ve düzenli polimer zincirlerinin oluştuğu sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The hemp plant is an important natural resource that has been widely used for both industrial and medicinal purposes throughout history, and all parts of it, from roots to seeds, can be utilized. Its potential to be converted into high value-added products without generating waste has led to a renewed interest in the industrial field in recent years. In this study, the waste stem part of the hemp plant was evaluated. In the first part of the study, waste hemp sticks were carbonized at different temperatures (400–900°C) and then activated carbon was produced by applying the chemical activation method. For this purpose, activation processes were applied at 800°C using the chemical agents potassium hydroxide (1:3 and 1:4; KOH), potassium carbonate (1:4; K₂CO₃) and zinc chloride (1.2; ZnCl₂) in different ratios. The activated carbon samples obtained were; were characterized in detail by moisture and ash determination, BET surface area analysis, FT-IR spectroscopy, thermal analysis (TGA/DTA), Raman spectroscopy, CHNS elemental analysis, XRD and SEM methods. The results showed that the highest surface area with 2005 m²/g was obtained in the WBM5KKOH14 (Activated carbon synthesized by chemical activation of the carbonized solid obtained at 500°C with 1:4 KOH) sample synthesized using a 1: 4 ratio of KOH. Adsorption tests also determined that the highest performance belonged to the activated carbons obtained with 1: 4 KOH. In the second part of the study, the synthesis of hemp based biobased polymers was carried out. In the polymerization reactions, powdered raw hemp (WBM-cellulose) and hydrothermal solids (WBMHTC175 and WBMHTC200) that were hydrothermally treated at temperatures of 175°C and 200°C were used as starting materials; ε-caprolacton and adipic acid were preferred as reactants. The synthesized polymer structures were characterized by FT-IR, XRD, and SEM analyses. Analysis findings indicate that high-temperature hydrothermal treatment removes lignin and hemicellulose, revealing the crystalline structure of cellulose. This results in more effective binding of reactants to this structure, resulting in the formation of ordered polymer chains.
Benzer Tezler
- Kenevir Bitkisinden Yeni Biyo-Bazlı Akıllı Polimer ve Aktif Karbon Üretimi ve Karakterizasyonu
Production and Characterization of New Bio-Based Smart Polymer and Activated Carbon from Cannabis Plant
NACİYE OLCAY HELVACI
Doktora
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN KORKMAZ
DOÇ. DR. YUNUS ÖNAL
- Doğal elyaf takviyeli koruyucu tekstil yapısı geliştirilmesi
Development of natural fiber reinforced protective textile structure
SİNAN KOCAÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET UZUN
- Samsun ili kenevir işletmelerinde mekanizasyon kullanım durumu ve kenevir tarımı Swot analizi
Mechanization usage conditions and hemp agriculture Swot analysis in junior enterprises in Samsun
DERYA SALTIK İBİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRKAN ALP KAĞAN GÜRDİL
- Sentetik kannabinoidlerin gaz kromatografisi-kütle spektrometresi cihazı (GC-MS) ile tayin edilmesi
Gas chromatography of synthetic cannabidodes- rationing with mass spectrometer (GC-MS) device
HATİCE SEÇİL SELİMOĞLU
- Acil servise sentetik kannabinoid alımı sonrası başvuran hastalarda akut toksisite bulgularının araştırılması
Investigation of acute toxicity after use of the synthetic cannabinoid in patients to the emergency room
MEHMET NECMEDDİN SUTAŞIR