Mikrodalga enerji ile kimyon bitkisinden aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: RUKİYE YAŞAR

Danışman: EMİNE YAĞMUR

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında tarımsal bir atık biyokütle olan kimyon bitkisinden gözenekli katı madde üretilmesi amaçlanmıştır. Kimyasal aktivasyon aracı olarak gözenekliliği artırdığı bilinen ve yanmaya karşı yüksek dirence sahip fosforik asit (H3PO4) kullanılmıştır. Aktif karbon üretiminde en önemli aşama olan karbonizasyon işlemi için geleneksel ısıtma yöntemleri yaygın kullanıma sahip olmasına rağmen enerjiden ve zamandan tasarruf etmek için doğrudan mikrodalga enerjisi uygulanarak karbonizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir. Aktif karbon üretiminde çeşitli parametrelerin etkileri belirlenerek en uygun üretim koşulları belirlenmeye çalışılmıştır. Mikrodalga enerjisi ile aktif karbon üretiminde farklı mikrodalga güçlerde (100 ila 1000 W arasında), farklı kütlece H3PO4/kimyon atığı oranlarında (1:1, 2:1, 3:1), farklı sürelerde (5, 10, 20 dk) çalışılmış ve her bir parametrenin üretilen aktif karbonun özelliklerine etkisi belirlenmiştir. Üretilen aktif karbonların karakterizasyonu amacıyla yüzey alanı ve gözenek boyut dağılımı, elementel, FTIR ve SEM analizleri yapılmıştır. Ayrıca seçilen bazı aktif karbonların adsorpsiyon kapasitelerini belirleyebilmek için metilen mavisi ve fenol adsorpsiyonları gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak; mikrodalga enerjisinin aktif karbon üretiminde zaman ve enerji tasarruf sağladığı, kimyasal aktivasyon aracı oranı, güç ve süre parametrelerinin üretimi farklı yönlerden etkilediği gözlenmiştir. Çalışmada yüksek güçte (1000 W) 5 dk gibi kısa bir sürede >1000 m2/g yüksek yüzey alanına, % 90 mezo gözenekliliğe, % 82 karbon içeriğine sahip aktif karbonlar üretilmiştir. Üretilen aktif karbonların fenol adsorpsiyonunda Freundlich, metilen mavisi adsorpsiyonunda Langmuir adsorpsiyon modeline uyduğu belirlenmiştir. Böylece atık biyokütleden düşük maliyetli aktif karbon üretimi için mikrodalga enerjisinin uygun bir yöntem olduğu sonucuna ulaşılmıştır.