İnsan saçı ve hayvan tüylerinden elde edilen gözenekli karbon malzemelerin sentezi ve uygulaması

Abstract

Günümüzde artan endüstrileşme ve atık sorunlarının yol açtığı çevre kirliliği insan sağlığı için büyük tehdit oluşturmaktadır. Bu nedenle bilim insanları atık sorununu ortadan kaldırmak adına çözümler üretmeye çalışmaktadır. Aktif karbonlar bu çözümün bir parçasıdır. Aktif karbon, karbon siyahları, nükleer grafitler, karbon elyafları ve bileşikleri, elektrot grafit ailesi ve daha birçok ailenin bir üyesidir. Hepsi organik ana kaynaklardan gelmektedir. Her bir karbonun belirli özellikleri, kendine özgü bir kimliği vardır. Bu tez çalışmasında insan saçı (S), köpek tüyü (K), koyun yününden (KO) aktif karbon üretilmiştir. KOH ile aktifleştirilen hammaddeler tüp fırında 10 oC/dk ısıtma hızı ile farklı sıcaklıklarda (600 oC, 650 oC ve 700 oC) 0,6 L/dk azot akış hızında 1 st karbonize edilmiştir. Elde edilen aktif karbonlar azot adsorpsiyon / desorpsiyon izotermleri (BET), X ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile tanımlanmıştır. Üretilen aktif karbonlar ile metilen mavisi boya giderimi yapılmış olup adsorpsiyona etkili parametreler incelenerek (sıcaklık, temas süresi, pH, adsorbent miktarı, metilen mavisi derişimleri) adsorpsiyon süreci için en uygun şartlar belirlenmiştir. İlave olarak, adsorpsiyon izotermleri, adsorpsiyon kinetiği parametreleri de incelenmiştir. Üretilen aktif karbonun sözde ikinci dereceden denkleme uyduğu ve ayrıca, denge izotermlerinin Langmuir denklemine uyum sağladığı görülmüştür.Incelenen sonuçlara bakıldığında, insan saçı, köpek tüyü, koyun yününden farklı özelliklere sahip aktif karbonlar üretilebileceği ve üretilen bu aktif karbonlarla çözelti içerisindeki boyanın gideriminde başarılı bir sonuç alınabileceğini ortaya koymuştur.

Today, environmental pollution caused by increasing industrialization and waste problems poses a great threat to human health. For this reason, scientists are trying to find solutions to eliminate the waste problem. Activated carbons are part of this solution. Activated carbon; carbon blacks, nuclear graphites, carbon fibers and compounds, electrode graphite is a member of family and many more. All of them come from organic main sources. Each carbon has certain properties, a unique identity. In this thesis, activated carbon was produced from human hair, dog hair and sheep wool. The raw materials activated with KOH were carbonized at different temperatures (600 oC, 650 oC and 700 oC) for 1 hour at nitrogen flow rate 0,6 L/min Activated carbons nitrogen adsorption / desorption isotherms (BET), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) it has been identified. Dye removal was performed with methylene blue with the porous materials obtained and the most suitable conditions for the adsorption process were determined by examining the parameters affecting the adsorption (temperature, contact time, pH, adsorbent amount, methylene blue concentrations). In addition, adsorption isotherms, adsorption kinetics parameters were also investigated. It has been observed that the produced activated carbon fits to the pseudo second order equation and also, the equilibrium isotherms adapt the Langmuir equation.Looking at the results examined, it was revealed that activated carbons with different properties can be produced from human hair, dog hair and sheep wool and that a successful result can be obtained in the removal of the dye in solution with these activated carbons.