Endüstriyel lignoselülozik atıkların kırmızı çamur ile birlikte pirolizi yoluyla biyo-manyetik adsorban üretimi, karakterizasyonu ve giderme çalışmaları
Bio-magnetic adsorbent production, characterization and removal studies by pyrolysis of industrial lignocellulosic wastes with red mud
Yazar: SEMANUR SAĞLAM
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ARSLANOĞLU ; ÖĞR. GÖR. FERİDE NAİME TÜRK
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, zengin demir içeriği ile tanınan bu KÇ'nin lignoselülozik atık ile ko-pirolizinden manyetik aktif karbon (MAC) eldesi sağlanmıştır. Elde edilen MAC, çalışmamızda elde ettiğimiz aktif karbon (AC) ile karşılaştırılmış ve avantaj ve dezavantajlarından bahsedilmiştir. Hammadde, MAC ve AC'nin fizikokimyasal özelliklerini belirlemek adına SEM-EDX, FT-IR, XRD, DSC, BET, pHZPC analizleri uygulanmıştır. MAC'in manyetik özelliğinin tespiti için aynı zamanda VSM analizi de yapılmıştır. L^16 Taguchi ortogonal dizilimine göre 4 faktör 4 seviyeden oluşan deney seti uygulanarak elde edilen her bir MAC için analizler yorumlanmıştır. İstatiksel analizler incelendiğinde en uygun manyetik aktif karbonun 16 numaralı deneyde (MAC-16) elde edildiği tespit edilmiştir. Bu sonuçlar deneysel yöntemlerle karşılaştırılarak kanıtlanmıştır. Optimum MAC için çözeltilerden bazik sarı 5GL giderimi kapsamında çalışma yürütülmüştür.


Elde edilen sonuçlarda, KÇ için 8,59 m2/g, MAC için 405,4 m2/g ve AC için     820,3 m2/g spesifik yüzey alanı tespit edilmiştir. Burada manyetitin gözenekleri tıkaması sonucunda MAC'in daha küçük bir yüzey alanına sahip olduğu belirlenmiştir. MAC'in iyot sayısı 514,9 iken AC'nin 1041,8 mg/g olduğu gözlemlenmiştir. Yürütülen çalışmalar sonucunda atık sulardan Bazik Sarı 5GL gideriminde MAC'in uygun maliyetli ve çevreci bir adsorbent olarak başarılı olduğu gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, magnetic activated carbon (MAC) was obtained from the co-prolysis of this RD, which is known for its rich iron content, with lignocellulosic waste. The obtained MAC is compared with the activated carbon (AC) obtained in our study and its advantages and disadvantages are discussed. SEM-EDX, FT-IR, XRD, DSC, BET, pHZPC analyses were performed to determine the physicochemical properties of the raw material, MAC and AC. VSM analysis was also performed to determine the magnetic property of MAC. Statistical analyses were utilized to obtain the MAC. Analyses were interpreted for each MAC obtained by applying an experimental set consisting of 4 factors and 4 levels according to the L^16 Taguchi orthogonal arrangement. Statistical analysis revealed that the most suitable magnetic activated carbon was obtained in experiment number 16 (MAC-16). These results were proved by comparing with experimental methods. For the optimum MAC, the study was carried out within the scope of basic yellow 5GL removal from solutions.

In the results obtained, a specific surface area of 8,59 m2/g was determined for the RD, 405,4 m2/g for MAC and 820,3 m2/g for AC. Here, it is determined that MAC has a smaller surface area as a result of magnetite clogging the pores. The iodine number of MAC was 514,9 while that of AC was 1041,8 mg/g. As a result of the studies carried out, it was observed that MAC was successful as a cost-effective and environmentally friendly adsorbent in the removal of Basic Yellow 5GL from wastewater.