İğde çekirdeğinden aktif karbon üretimi ve boyar madde adsorpsiyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, bir tür meyve olan iğde(Elaeagnus) türü, sultan iğdesi çekirdeğinden kimyasal aktivasyon yöntemi ile aktif karbon elde ederek, boyar madde adsorpsiyonugerçekleştirmektir. Aktif karbon Mikrogözenekli bir adsorbandır. Bu adsorban kömür, lignin, şeker ve Hindistan cevizi kabuğu, kayısı çekirdeği, zeytin çekirdeği dâhil çok çeşitli karbonlu materyallerden üretilir.Aktif karbonun adsorpsiyon özelliğini etkileyen bazı faktörler vardır. Bunlar yüksek yüzey alanı, yüksek adsorpsiyon kapasitesi ayrıca mikro gözenek yapısı ve yüzey fonksiyonel gruplarıdır. Aktif karbon elde edilmesinde, Fiziksel ve kimyasal aktivasyon olmak üzere iki farklı süreç kullanılmaktadır. Fiziksel aktivasyon yönteminde ham madde CO2, N2 ya da su buharı atmosferinde aktivasyon işlemi uygulanmaktadır. Kimyasal aktivasyon yönteminde ise hammadde, kimyasal bir madde ile (ZnCl2, KOH, H3BO3K2CO3, H3PO4, H2SO4 gibi) 400-900 °C de karbonize edilmektedir.Bu çalışmada üretilen aktif karbonlar, aşılı olarak tabir edilen iri meyveli bir iğde çeşidi olan sultan iğdesi çekirdeklerinin ZnCl2, KOH, H3BO3 ile impregnasyonu sonucu kimyasal aktivasyon yöntemi ile elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonların yapı ve yüzey özellikleri incelenmiştir. Kimyasal aktivasyon yöntemi kullanılarak üretilen aktif karbonlar ile boyar madde adsorpsiyonu sıcaklık, zaman, pH ve konsantrasyona bağlı olarak incelenmiştir. Adsorpsiyon denge deneysel verilerinden Langmuir ve Freundlich denklemlerine uyumları incelenerek sıcaklık ile değişimleri araştırılmıştır. Boyar madde adsorpsiyonu, hem Langmuir hem de Freundlichizotermine uyum göstermiştir. Aktive edilmemiş maddenin boyar madde adsorpsiyon kapasitesi pH, konsantrasyon, karıştırma süresi ve sıcaklığa bağlı olarak incelenmiştir. Kimyasal aktivasyonun aktif karbonun kapasitesini yükselttiği ölçülmüştür. ZnCl2, KOH, H3BO3 ile aktive edilen aktif karbonların boyar madde adsorpsiyonu çalışmaları sonucunda, kapasite olarak yüksek adsorpsiyon sırasıyla;KOH,ZnCl2,H3BO3 olarak tespit edilmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında sıcaklığa bağlı olarak adsorpsiyon termodinamiği incelenmiştir. Termodinamik veriler bütün adsorpsiyon işlemlerinin kendiliğinden yürüdüğünü göstermektedir.

The aim of this study is to achieve the adsorption of dyestuffs by obtaining activated carbon by chemical activation method from Elaeagnus seeds which is a kind of fruit. Activated carbon is a micro porous adsorbent. This adsorbent is produced from a wide variety of carbonaceous materials including coal, lignin, sugar and coconut shell, apricot kernel, olive core.There are some factors affecting the adsorption property of activated carbon. These are high surface area, high adsorption capacity, micro pore structure and surface functional groups.Two different processes, namely physical and chemical activation, are used in obtaining activated carbon.In the physical activation method, the raw material is activated in the atmosphere of CO2, N2 or water vapor. In the chemical activation method, the raw material is carbonized with a chemical substance (ZnCl2, KOH, H3BO3 K2CO3, H3PO4, H2SO4) at 400-900 ° C.The activated carbons produced in this study were obtained by chemical activation by the impregnation of the large-fruited Elaeagnus seeds with ZnCl2, KOH, H3BO3Structure and surface properties of activated carbons were investigated.Adsorption of dyes with activated carbons obtained by chemical activation method was investigated depending on temperature, time, pH and concentration. Adsorption equilibrium experimental data to the Langmuir and Freundlich equations by examining their compatibility with temperature was investigated. Dye adsorption was consistent with both Freundlich and Langmuir isotherm.The adsorption capacity of the non-activated substance was investigated depending on the pH, concentration, mixing time and temperature. It has been measured that chemical activation increases the capacity of activated carbon.Dye adsorption of activated carbons activated by ZnCl2, KOH, H3BO3 As a result, high adsorption capacity was determined as KOH, ZnCl2, H3BO3, respectively.Adsorption studies examined the thermodynamics of adsorption depending on temperature. Thermodynamic data indicate that all adsorption processes are self-contained.