Değişik kömür numuneleri üzerine soğuk plazmanın etkisinin incelenmesi ve adsorpsiyon uygulamaları

Abstract

Endüstrilerde gaz ayırma ve arıtma işlemleri için adsorpsiyon yöntemi damıtma ve gaz emme gibi diğer geleneksel ayırma işlemlerine daha yaygın kullanılmaktadır. Bununla birlikte, adsorpsiyon olayının daha etkili olabilmesi için kullanılan adsorbanların yüzey özellikleri etkilidir. Adsorbanların etkili yüzey uygulamaları için çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu yöntemlerden biri de plazma uygulamalarıdır. Plazma uygulamaları sıcak plazma ve soğuk plazma olarak iki kısımda değerlendirilir. Sıcak plazma uygulamalarında yüksek enerji tüketimi söz konusudur. Bundan dolayı yüzey modifikasyonlarında soğuk plazma yöntemi daha çok tercih edilmektedir. Plazma modifikasyon ile yüzeylere değişik fonksiyonel gruplar bağlanması söz konusudur. Bu tez çalışmasında, mevcut yöntemlere alternatif olarak piyasada yaygın olarak bulunan petrokok, Ukrayna kömürü ve Şırnak kömürü numunelerinin oksijen soğuk plazma ile modifikasyonu ve elde edilen asorbanlarla sulu ortamlardan malahit yeşili boyar maddesinin giderimi amaçlanmaktadır. Plazma uygulamasından sonra ve önce elde edilen kömür numunelerinin XPS, FTIR, SEM ve BET teknikleri ile karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlardan kömür numuneleri üzerine plazma uygulamasının etkili olduğu özellikle kömür numunelerinin yüzeyinde oksijenli grupların arttığı gözlenmektedir. Plazma uygulanmış kömür numuneleri kullanılarak malahit yeşili boyasının uzaklaştırılması, başlangıç pH'ı, adsorban dozu, başlangıç boya konsantrasyonu ve sıcaklık gibi farklı parametrelerin değiştirilmesiyle incelenmektedir. Elde edilen deneysel veriler için hem Langmuir hem de Freundlich izotermleri kullanıldı. Yalancı birinci dereceden ve ikinci dereceden hız eşitlikleri kinetik veriler için kullanıldı. Termodinamik parametreler elde edildi. Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, kömür, malahit yeşili, soğuk plazma

The adsorption method for gas separation and treatment in industries is more widely used in other conventional separation processes such as distillation and gas extraction. However, the surface properties of the adsorbents used to make the adsorption event more effective are important. There are various methods for effective surface applications of the adsorbents. One of these methods is plasma applications. Plasma applications are evaluated in two parts as hot plasma and cold plasma. Hot plasma applications have high energy consumption. Therefore, cold plasma method is more preferred in surface modifications. Various functional groups can be attached to the surfaces by plasma modification. In this thesis, as an alternative to the existing methods, it was aimed to modify the petroleum coke, ukraine and sirnak coal samples commonly found in the market with oxygen cold plasma and to remove the malachite green dyestuff from the aqueous media with the resulting adsorbents. After the plasma application and before the charcoal samples were obtained by XPS, FTIR, SEM and BET techniques. It was observed that the plasma application on the coal samples was effective and the oxygen groups increased on the surface of the coal samples. The removal of malachite green dye using plasma samples was investigated by varying different parameters such as initial pH, adsorbent dose, starting dye concentration and temperature. Both Langmuir and Freundlich isotherms were used for the experimental data. Pseudo first order and second order rate equations were used for kinetic data. Thermodynamic parameters were obtained.Keywords: Adsorption, coal, malachite green, cold plazma