Tarımsal atıklardan aktif karbon üretimi

Abstract

Aktif Karbon; yapısında karbon içeren her türlü doğal ya da sentetik başlangıç maddesinden üretilebilen, sahip olduğu geniş iç yüzey alanı ve farklı çaplardaki gözenek sayısı sayesinde sıvı ve gaz uygulamalarında sıklıkla kullanılan bir adsorbandır.Aktif karbon üretiminde hammadde için bir sınırlama olmamasına rağmen, düşük anorganik içerikli, yüksek karbon içeriğine sahip ucuz hammaddeler, aktif karbon üretimi için tercih edilmektedir. Aktif karbon üretimi, karbonizasyon ve aktivasyon olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilir. Karbonizasyon işlemi, hammaddedeki nem ve uçucu maddenin inert ortamda ısıl işlemle uzaklaştırılarak temel gözenek yapısının oluştuğu işlemdir. Aktivasyon ise bir oksidasyon işlemi olup, fiziksel ve kimyasal olmak üzere iki faklı şekilde gerçekleştirilir. Genellikle su buharı veya karbondioksit ile fiziksel aktivasyon; fosforik asit, çinko klorür, sülfürik asit gibi kimyasal maddelerle kimyasal aktivasyon yapılmaktadır.Bu çalışmada; fındık kabuğu, portakal kabuğu ve kavun çekirdeği gibi bitkisel kaynaklı atıklardan fiziksel ve kimyasal aktivasyon yöntemleriyle aktif karbon üretimi yapılmıştır. Farklı hammaddelerden elde edilen aktif karbonun verimi hesaplanmış. Aktif karbona ait fonksiyonel gruplar FTIR analizi ile belirlenmiş, hammaddelerin yüzey gözenekliliği ise SEM ile bakılmıştır. Ayrıca aktif karbonlar asetik asit adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Adsorpsiyon sonuçları izoterm grafiklerine uygulanmıştır.Anahtar kelimeler: aktif karbon, adsorpsiyon, tarımsal atık, kimyasal aktivasyon, karakterizasyon.

Activated carbon; carbon-containing structure of all kinds of natural or synthetic starting material can be produced that have large internal surface area and number of pores with different diameters, a widely used liquid and gas applications.Although there is no limit to the production of activated carbon raw materials, low inorganic content, cheap raw materials with high carbon content , are preferred for the production of activated carbon. Activated carbon production occurs in two stages. They are carbonization and activation.Carbonization process; raw material by removing moisture and volatile matter with heat treatment in a inert environment that formed the basic structure of the pore. Activation prosess is an oxidation process. This is performed in two different method, pyhsical and chemical. Generally, the pysical activation is performed with water vapor and carbondioxide. Chemical substances such as phosphoric acid, zinc chloride, sulfuric acid is performed chemical activation.In this study; pyhsical and chemical activation methods of agricultural waste such as nutshell, orange peel, and melon seeds were produced of activated carbon. The activated carbon was obtained from different raw materials, the solid product yields were calculated. Functional groups of activated carbon were determined by FTIR analysis and the surface porosity of the material was examined by SEM. And also activated carbons were used acetic acid adsorption. The results of adsorption were applied adsorption isoterm charts.Keywords: activated carbon, adsorbtion, agricultural waste, chemical activation, characterization