Tarımsal yan ürünlerden kimyasal aktivasyon ile aktif karbon eldesi: Karakterizasyonu ve sulu çözeltiden katyon adsorpsiyonunun incelenmesi

Abstract

ÖZETYüksek Lisans TeziTARIMSAL YAN ÜRÜNLERDEN KİMYASAL AKTİVASYON İLE AKTİF KARBONELDESİ, KARAKTERİZASYONU VE SULU ÇÖZELTİDEN KATYONADSORPSİYONUNUN İNCELENMESİEda Köseoğluİnönü ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Mühendisliği Anabilim Dalı93 + ix sayfa2005Danışman: Yrd Doç. Dr. Canan Akmil BAŞARBu çalışmada, tarımsal atık olan portakal kabuğundan, K2CO3, ZnCl2, H3BO3 ve SrCl2ile kimyasal aktivasyonla aktif karbon hazırlanmıştır. İmpregnant/başlangıç materyal oranı1:1 seçilmiştir ve impregne edilen örnekler 1 saat aktivasyon sıcaklığında tutulmuştur.Örneklerin yüzey alanı, karakterizasyonları ve gözenek özellikleri MicromeriticsTristar 3000 yüzey analizör ve Frourier Transform Infrared Spektroskopisi, X-RayDiffraction, Diferansiyel Termal Analiz ve Termal Gravimetrik Analiz teknikleri kullanılaraktespit edilmiştir.Yüksek yüzey alanlı aktif karbonların, metilen mavisi, melanoidin ve iyot sayısıdeğerleri tespit edilmiştir.Yüksek yüzey alanı, K2CO3 ile 950 ºC, ZnCl2 ile 500 ºC, H3BO3 ile 600 ºC' de veSrCl2 ile 600 ºC elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonlar genellikle grafitik yapıya sahiptirve aktivasyon sıcaklığının artışıyla aromatikleşmektedir. Aktif karbonların fonksiyonelliğiimpregnanta ve aktivasyon sıcaklığına bağlı olarak değişmektedir.ZnCl2, H3BO3 ve SrCl2 ile aktivasyonda yüksek verim değerleri gözlenmiştir. ZnCl2ile elde edilen aktif karbonlar düşük kül içermektedir.Tüm aktif karbonlar içinde yüksek yüzey alanlı OSKC95 kodlu aktif karbon ile suluçözeltiden Zn+2 iyonu adsorpsiyonu gerçekleştirilmiştir. Sulu çözeltiden Zn+2 iyonuadsorpsiyon verimi üzerine aktif karbon miktarı, adsorpsiyon temas süresi, pH ve Zn(II)katyonu başlangıç derişimin etkisi incelenmiştir.OSKC95 kullanılarak yapılan Zn+2 iyonu adsorpsiyonu, OSKC95'in, belirlenenşartlarda sulu çözeltiden Zn+2 iyonlarının uzaklaştırılması için etkili olarak kullanılabileceğinigöstermektedir.Portakal kabuğunun, uygun kimyasal kullanılmasıyla aktif karbon üretimi için uygunbir başlangıç materyali olduğu söylenebilir.ANAHTAR KELİMELER: Portakal kabuğu, kimyasal aktivasyon, aktif karbon, yüzeyalanı, XRD, DTA, FTIR, TGA

ABSTRACTMSc. ThesisTHE CHARACTERIZATION OF ACTIVATED CARBONS PREPARED FROMAGRICULTURE SIDE PRODUCT WITH CHEMICAL ACTIVATION AND THEINVESTIGATION OF CATION ADSORPTION FROM AQUEOUS SOLUTIONEda Köseoğluİnönü UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of Chemical Engineering93 + ix pages2005Supervisor: Assist. Prof. Dr. Canan Akmil BAŞARIn this study, activated carbons were prepared from the agricultural waste orange peelby a chemical activation with K2CO3, ZnCl2, H3BO3 and SrCl2. The impregnant/startingmaterial ratio was selected as 1:1 and the impregnated samples were hold at the activationtemperatures for 1 hour.The surface area, pore properties and the other characterization of the samples weredetermined by using Micromeritics TriStar 3000 surface analyzer and Fourier TransformInfrared Spectroscopy, X-Ray Diffraction, Differential Thermal and ThermogravimetricAnalysis techniques.Methylene blue, melanoidine and iodine number values of the activated carbons withhigh surface area were determined.High surface area was obtained at 950 ºC with K2CO3, 500ºC with ZnCl2, 600 ºC withH3BO3 and SrCl2. Prepared activated carbons had generally graphitic structure and aromatizedwith increasing activation temperature. The functionality of activated carbons was varieddepending on impregnant and activation temperature.High yield values were observed at activation with ZnCl2, H3BO3 and SrCl2. Activatedcarbons prepared with ZnCl2 had very low ash content.Zn+2 ions adsorption from aqueous solution was carried out with activated carboncoded as OSKC95 having the highest surface area among the all activated carbons. The effectof active carbon dosage, adsorption contact time, pH and initial Zn+2 ions concentration on theadsorption efficiency of Zn+2 ions from the aqueous solution were investigated.Zn+2 ions adsorption studied by using OSKC95 was shown that OSKC95 could beused effectively for removal of Zn+2 ions from aqueous solution at pre-determined conditions.It may be said that orange peel would be suitable starting material for preparingactivated carbons by using suitable impregnant.KEY WORDS: Orange peel, chemical activation, activated carbon, surface area, XRD,DTA, FT-IR, TGA.