Cam atıklarından silika bazlı malzeme sentezi ve CO2 adsorpsiyonunda kullanımının incelenmesi
Synthesis of silica-based material from glass waste and investigation for CO2 adsorption
Yazar: TUTKU TOPKAYA KOCAMAN
Danışman: DOÇ. DR. MÜGE SARI YILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bulunduğumuz yüzyıl içerisinde özellikle sera gazı emisyonlarının artışı nedeniyle yeryüzünde meydana gelen belirgin sıcaklık artışı iklim değişikliklerine neden olmuştur. İklim değişikliği kavramı "atmosferdeki sera gazı birikimlerinin insan kaynaklı etkilerle aşırı derecede artmasıyla küresel iklim sisteminde ve bunun sonucunda ekosistemlerde gerçekleşen değişiklikler" şeklinde tanımlanmıştır. İklim değişikliğinin önüne geçmek için kaynaktan sera gazlarının özellikle de 
CO2'nin tutulması, son dönemde ülkelerin de koyduğu regülasyonlar, yapılan anlaşmalar (Paris Anlaşması) ve hazırlanan eylem planlarıyla da giderek üzerine yoğunlaşılan konu haline gelmiştir. Cam endüstrisinde fırınlarda yoğun doğalgaz kullanımı yüksek miktarda karbon salımına neden olduğundan, bu işletmeler yanma sonrası karbon emisyonunu azaltma konusunda araştırmalarına yön vermişlerdir. Bu araştırmalarda sürdürülebilirlik kavramını öne çıkararak minimum enerji ve 
maliyet ile adsorban sentezine yönelmiş ve atık camların bu bağlamda değerlendirilmesine ilgi duymuşlardır. CO2 yakalama ile ilgilenen araştırmacılar, maliyet, enerji sarfiyatı ve kısa zaman gibi avantajlarından dolayı adsorpsiyonu bu amaç için en uygun teknik olarak görmektedir. CO2 adsorpsiyon çalışmalarında katı adsorban olarak, aktif karbon, mezogözenekli silikalar, grafen bazlı maddeler, metal organik kafesler (MOF) ve katmanlı çift hidroksitler (LDH) sıklıkla 
kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında atık camlardan silika kserojel üretilerek, ilk kez üretime etki 
eden parametreler (asit tipi, pH, yaşlandırma süresi ve kurutma koşulu) ayrıntılı incelenerek üretilen adsorbanların CO2 adsorplama kapasiteleri belirlenecektir. Elde edilen sonuçlara göre optimum üretim koşulları belirlenecektir.

Abstract:
During the century we are in, the significant increase in temperature on earth, especially due to the increase in greenhouse gas emissions, has caused climate changes. The concept of climate change has been defined as "changes in the global climate system and, as a result, in ecosystems, due to the excessive increase in greenhouse gas accumulations in the atmosphere due to human-induced effects".To prevent climate change, the capture of greenhouse gases, especially CO2, from the source has become a subject that has been increasingly focused on with the regulations, agreements made (Paris Agreement) and prepared action plans recently. Since the intense use of natural gas in furnaces in the glass industry causes a high amount of carbon emissions, these enterprises have directed their research on reducing carbon emissions after combustion. In these studies, they emphasized the concept of sustainability and focused on the synthesis of adsorbent with 
minimum energy and cost, and they were interested in the evaluation of waste glass in this context.Researchers interested in CO2 capture see adsorption as the most suitable technique for this purpose, due to its advantages such as cost, energy consumption and short time. Activated carbon, mesoporous silicas, graphene-based materials, metal-organic frameworks (MOF) and double layer hydroxides (LDH)are frequently used as solid adsorbent in CO2 adsorption studies. In this thesis, silica xerogel will be produced from waste glass, and the parameters affecting the production (acid type, pH, aging time and drying condition) will be examined in detail for the first time, and the CO2 adsorption capacity of the produced adsorbents will be determined. Optimum production conditions will be determined according to the results obtained.