Kestane kabuğundan elde edilen aktif karbonların geçiş metali modifikasyonu ile yapısal ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and electrochemical properties of chestnut shell-derived activated carbons via transition metal modification
- Tez No: 999875
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Kimyasal aktivasyon, Chemical activation
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında Kayseri yöresinden temin edilen kestane kabuklarından potasyum hidroksit (KOH) ile kimyasal aktivasyon yöntemiyle aktif karbonlar üretilmiştir ve elde edilen karbon yapılarının elektrokimyasal özelliklerini geliştirmek amacıyla kobalt nitrat hekzahitrat Co(NO₃)₂·6H₂O ve bakır klorür (CuCl₂) metal tuzları kullanılarak geçiş metali modifikasyonuna tabi tutulmuştur. Aktivasyon sıcaklığının (400, 600 ve 800°C) malzemenin gözenek yapısı ve kapasitif performansı üzerindeki etkileri sistematik olarak incelenmiştir. Yapısal özellikler BET, SEM–EDX, FTIR, Raman spektroskopisi ve XRD analizleri ile karakterize edilmiş; elektrokimyasal davranış ise 0.5 M H₂SO₄ elektrolitinde (N₂ ile doyurma sonrası) döngüsel voltametri (CV) ve doğrusal taramalı voltametrisi (LSV) yöntemleriyle değerlendirilmiştir. BET analiz sonuçları, sıcaklığa bağlı olarak özgül yüzey alanında ve gözenek dağılımında belirgin değişimler meydana geldiğini ortaya koymuştur. Özellikle 400°C'de hazırlanan Co-katkılı numune, en yüksek gözeneklilik değerlerini sergileyerek öne çıkmıştır. Artan aktivasyon sıcaklığıyla birlikte yüzey alanında bir azalma ve ortalama gözenek çapında genişleme gözlemlenmiştir. CV ve LSV sonuçlarına göre de en yüksek kapasitif davranış ve daha yüksek akım yoğunluğu sağlayan 400°C'de hazırlanan Co-katkılı numune olmuştur. Elde edilen sonuçlar, orta sıcaklık aralığında KOH aktivasyonu ve Co katkısının yapı-özellik-performans ilişkisini olumlu yönde etkilediğini ve kestane kabuğu kökenli metal katkılı aktif karbonların elektrokimyasal enerji dönüşüm ve depolama uygulamaları için umut vadettiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis study, activated carbons were produced from chestnut shells obtained from the Kayseri region through the chemical activation method using potassium hydroxide (KOH). To enhance the electrochemical properties of the resulting carbon structures, they were subjected to transition metal modification using cobalt nitrate hexahydrate (Co(NO₃)₂·6H₂O) and copper chloride (CuCl₂) metal salts. The effects of activation temperature (400, 600, and 800°C) on the pore structure and capacitive performance of the material were systematically investigated. Structural properties were characterized by BET, SEM–EDX, FTIR, Raman spectroscopy, and XRD analyses; while electrochemical behavior was evaluated in a 0.5 M H₂SO₄ electrolyte (after N₂ saturation) using cyclic voltammetry (CV) and linear sweep voltammetry (LSV) methods. BET analysis revealed significant changes in specific surface area and pore distribution with temperature. Notably, the Co-doped sample prepared at 400°C exhibited the highest porosity. A decrease in surface area and an expansion in average pore diameter were observed with increasing activation temperature. According to the CV and LSV results, the Co-doped sample prepared at 400°C also exhibited the highest capacitive behavior and the highest current density. The results indicate that KOH activation and Co-doping at medium temperatures positively influence the structure–property–performance relationship, demonstrating that chestnut shell-derived metal-doped activated carbons hold great promise for electrochemical energy conversion and storage applications.
Benzer Tezler
- Kestane kabuğundan aktif karbon üretimi
Production of activated carbon from chestnut shell
YASEMİN DÖŞEMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK
- Kestane kabuklarının biyolojik aktivitelerinin tespiti ve geri kazanımı
Determination and recovery of the biological activities of chestnut shells
YLLKA SHEDADI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
BiyolojiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR CEYLAN
- Kağıt fabrikası atık sularındaki boyar maddenin lignoselülozik malzemeden üretilmiş aktif karbon ile giderilmesi
Removal of colorants from paper plant waste water with activated carbon produced from lignocellulosic material
EMRECAN ARPACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaBursa Teknik ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ İMAMOĞLU
- Çeşitli atıklardan elde edilen kompozit malzemelerin adsorpsiyon ve fotokatalitik uygulamaları
Adsorption and photocatalytic applications of composite materials obtained from various wastes
KÜBRA KARADAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM SARICI ÖZDEMİR
- Yer fıstığı, kestane ve fındık kabuğu ekstraktlarının eriştenin fenolik madde açısından zenginleştirilmesi amacıyla kullanımı
The use of extracts from peanut, chestnut and hazelnut shells for enhancement of phenolic substances of noodles
MERVE GEÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAL TÜRKMEN EROL