Yenidünya (erıobotrya japonıca) çekirdeğinden aktif karbon üretimi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Aktif karbonlar insan sağlığına zararsız, çok amaçlı kullanılabilen değerli adsorbanlardır. Ayrıca, yüksek yüzey alanına ve geniş gözenekliliğe sahip olmalarından dolayı hem gaz fazından hem de çözelti fazından çeşitli maddeleri adsorplamada üstün yeteneğe sahiptirler. Günümüzde tarımsal atıklardan aktif karbon eldesi, yüksek karbon içeriğinden, kolay tedarik edilmesinden ve ucuz üretim maliyetinden dolayı önemli bir çalışma alanı haline gelmiştir.Bu tez kapsamında, yenidünya çekirdeklerine ZnCl2, H3PO4, KOH aktifleştirici ajanları ile kimyasal aktivasyon metodu uygulanmıştır. 500, 600, 700 oC karbonizasyon sıcaklıklarında faklı türlerde aktif karbonlar elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonların karakterizasyonunu belirlemek amacıyla; nem miktarı, uçucu madde miktarı, kül miktarı, sabit karbon miktarı, aktif karbon verimi, ham selüloz miktarı, BET yüzey alanı, gözenek boyutu ve ortalama gözenek çapı analizi, elementel analiz, SEM, FT-IR, XRD ve TGA analizleri yapılmıştır. Elde edilen aktif karbonların adsorpsiyon özelliklerinin belirlenebilmesi için, çeşitli inorganik (Cr+3, Cu+2, Ni+2) kökenli kirleticileri sulu çözeltilerden uzaklaştırabilme kapasiteleri çeşitli analitik parametrelerle test edilmiştir. Aktifleştirme ajanı olarak ZnCl2 ile üretilen aktif karbonların BET yüzey alanlarının oldukça yüksek olduğu görülmüştür. ZnCl2 kimyasal aktivasyonu ve 700 oC piroliz sıcaklığında üretilen aktif karbonun en yüksek yüzey alanına (SBET: 1079 m2g–1) sahip olduğu tespit edilmiştir. Cr+3, Cu+2 ve Ni+2 iyonlarını adsorplama kapasitesine göre en iyi adsorbanın ZnCl2 ile elde edilen, H3PO4 ve KOH ile üretilen aktif karbonlarında birbirlerine yakın seviyelerde adsorplama yeteneğine sahip oldukları belirlenmiştir.Elde edilen sonuçlara göre, yenidünya çekirdeklerinden yüksek yüzey alanlı ve geniş gözeneklere sahip çeşitli aktif karbonlar üretilebileceği ve üretilen aktif karbonların sulardan kirleticileri uzaklaştırmada üstün bir adsorplama yeteneğine sahip oldukları ortaya konulmuştur.

Activated carbons are valuable adsorbents which are harmless to human health and can be used for multipurpose. In addition, they have a high surface area and wide porosity, and are capable of superior adsorption of various substances from both the gas phase and the solution phase. Nowadays, production of activated carbon from agricultural wastes has become an important field of study due to its high carbon content, easy procurement and cheap production cost.In this thesis, chemical activation method was carried out with ZnCl2, H3PO4, KOH activating agents from Eriobotrya japonica seeds. Different types of activated carbons were obtained at carbonization temperatures of 500, 600, 700 oC. In order to determine the characterization of the activated carbons; moisture content, amount of volatile matter, amount of ash, amount of fixed carbon, active carbon yield, amount of crude cellulose, BET surface area, pore size and average pore diameter analysis, elemental analysis, SEM, FT-IR, XRD and TGA analysis were performed. In order to determine the adsorption properties of the activated carbons, various inorganic (Cr+3, Cu+2, Ni+2) origin contaminants from aqueous solutions were tested with various analytical parameters.The BET surface areas of the activated carbons obtained with ZnCl2 as activation agent were found to be quite high. Chemical activation of ZnCl2 and activated carbon produced at 700 oC pyrolysis temperature has the highest surface area (SBET:1079 m2g-1). According to the adsorption capacity of Cr+3, Cu+2 and Ni+2 ions, it was determined that the best adsorbent was obtained with ZnCl2, and they were capable of adsorption at near levels in the activated carbons produced with H3PO4 and KOH.According to the results, it was revealed that various activated carbons with high surface area and large pores from the seed of Eriobotrya japonica could be produced and the produced activated carbons had a superior adsorption ability to remove contaminants from water.