Çay atığı ve kahve telvesiyle aktif karbon üretimi, üretilen adsorbentin ağır metal adsorpsiyonu proseslerinde incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, çay atığı ve kahve telvesiyle kesikli düzenekte çalışan tepkime kaplarında bakır (II) iyonu ve Ni(II) iyonu giderimi ve atık espresso ile aktif karbon üretimi, üretilen adsorbentin de kesikli düzenekte çalışan tepkime kaplarında bakır (II) iyonu ve Ni(II) iyonu giderimi incelenmiştir. Üretilan aktif karbonun, ticari aktif karbonla karşılaştırılması da yapılmıştır.Çalışmanın ilk aşamasında Ni ve Cu için stok çözelti hazırlanmıştır. Hazırlanan çözelti için pH belirlemek için deneyler yapılmıştır. Elde edilen çalışmada Cu için optimum pH değerinin işlem görmemiş çay için 4.0, 1,5M sülfürik asitle muamele edilen çay için 3.0, işlem görmemiş Türk kahvesi için 5.0 , atık espresso için 5.0 , aktif karbon espresso için 5.0 , ticari aktif karbon için 5.0 , Ni ile yapılan çalışma da ise işlem görmemiş çay için 5.0 işlem görmemiş Türk kahvesi için 5.0 olarak bulunmuştur.Adsorbent miktarını belirlemek için de deneyler yapılmıştır. Adsorbent dozajı Cu ile muamele edilen işlem görmemiş çay için 1.0 g, 1,5M sülfürik asitle muamele edilen çay için 0.5 g, işlem görmemiş Türk kahvesi için 1.0 g, atık espresso için 1.0 g, aktif karbon espresso için 0.5 g, ticari aktif karbon için 1.0 g, Ni ile yapılan çalışma da ise işlem görmemiş çay için 0.5 g, işlem görmemiş Türk kahvesi için 0.5 g olarak bulunmuştur. Optimum koşulları belirlemek için yapılan deneyin sonuçlarını nikel ile karşılaştırma yapabilmek için adsorbent miktarlarını aynı değer (0,5 g) alarak kıyaslama yapılmıştır.Deneyler belirlenen pH değeri ve hesaplanan gramlarda adsorbent içeren ortamlarda, başlangıç metal iyonu derişiminin 150 mg/L'ye kadar artmasıyla adsorpsiyon hızlarının ve adsorplanan metal iyonu ve miktarlarının arttığı görülmüştür. Yapılan izoterm çalışmalarında ise bakır (II) ve Ni(II) için izotermler çizilerek izoterm sabitleri hesaplanmıştır. Hesaplamaların freundlich adsorpsiyon izotermine uygun olduğu görülmüştür. Buna bağlı olarak adsorpsiyon sisteminin uygun koşulları da tespit edilmiştir.Tekli sistemler için Van't Hoff denklemi ile yapılan termodinamik hesaplamalar sonucu Gibbs enerjisi (ΔG), entropi (ΔS) ve entalpi (ΔH) değerleri bulunmuştur Tez çalışmasının son kısmında ise kesikli tepkime kabında tek bileşenli deneylerde bulunan optimum pH değeri ve adsorbent miktarına göre bakır (II) ve Ni (II) iyonların farklı adsorbentlerde ve farklı sıcaklıklarda (30°C, 35°C, 40°C) derişimin adsorpsiyonla değişimi incelenmiştir. Farklı adsorbentlere göre adsorplama kapasitesinin ve sıcaklığın değişimi incelenmiştir.

In this thesis, reaction mechanisms in the vessels working in tea waste and coffee grounds with a discrete Copper (II) ions and(II) the removal of NI ions with espresso and waste the production of activated carbon, adsorbents produced the array of discrete reaction vessels in working with Copper (II) ions and(II) for the removal of NI ions has been investigatedIn the first phase of the study, stock solution was prepared for NI and CU. Experiments were carried out to determine ph for the prepared solution. In the study , the optimum pH value for CU was 4.0 for unprocessed tea , 3.0 for sulphuric acid treated tea , 5.0 for unprocessed coffee , 5.0 for untreated espresso , 5.0 for Activated Carbon espresso , 5.0 for activated carbon carbon, 5.0 for untreated tea, 5.0 for untreated tea with NI.Experiments have also been carried out to determine the amount of Adsorbent. Fr treated with Adsorbent dosage of 1.0 g which are not treated for tea , for tea treated with 1.5 m sulfuric acid, 0.5 g , 1.0 g coffee for not trading , not trading for espresso 1.0 g , 0.5 g Activated Carbon for espresso , commercial Activated Carbon for 1.0 g , 0.5 g, Ni which are not treated with the study for tea , for coffee 0.5 g was found as not trading.To compare the results of the experiment to determine optimum conditions with nickel, the adsorbent amounts were compared by taking the same value (0.5 g).Experiments have shown that adsorption rates and adsorpened metal ions and volumes have increased with the increase of initial metal ion concentration up to 150 mg/L in pH values and calculated grams of adsorpents. In the isotherm studies, isotherm constants for Copper (II) and Ni(II) were calculated by drawing isotherm. Calculations were found to be suitable for freundlich adsorption isothermine. Accordingly, appropriate conditions of adsorption system were determined.As a result of the thermodynamic calculations performed by Van'th equation for single systems, Gibbs energy (ΔG), entropy (δs) and enthalpy (ΔH) values were found. (ΔG) values, all concentrations of adsorption spontaneous results were obtained. In the final part of the thesis study, adsorption of copper(II) and Ni (II) ions at different adsorbents and at different temperatures (30°C,35°C, 40°C) was investigated according to the optimum pH value and adsorbent amount found in single-component experiments in the batch reaction vessel. According to different adsorbents, adsorbability and capacity changes have been observed.