Atık sigara izmaritinden manyetik aktif karbon üretimi ve katyonik boya adsorpsiyonu performansının incelenmesi
Magnetic activated carbon production and cationic dye adsorption from waste cigarette little review of performance
Yazar: ALİ YAMAN
Danışman: PROF. DR. MAHMUT TOPRAK
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Freundlich izotermleri = Freundlich isotherms ; Langmuir izotermleri = Langmuir isotherms

Özet:
Hızla artan insan nüfusu beraberinde birçok çevresel soruna da kapı aralamaktadır. Gelişen teknolojiyle beraber birçok alanda geri dönüşüm işlemleri yapılarak içme sularını ve çevresel atıkları tekrar kullanılabilir hale getirmekle ilgili birçok bilimsel araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalar arasında Aktif Karbon üretimi de önemli bir yer kaplamaktadır. Kolay temin edilebilmesi maliyetinin az olması ve hammadde kaynağı olarak çok çeşitli yollardan elde edilebilmesinden dolayı aktif karbona rağbet çok fazla olmuştur. Aktif Karbon elde etmek, manyetik özelik kazandırmak, yüzey alanını ve gözenek boyutunu büyütmek için birçok bilimsel çalışma yapılmaktadır.

Bu çalışmamızda çevre kirleticilerinden sigara izmaritlerini kullanarak hidrotermal karbonizasyon yöntemiyle Manyetik Aktif Karbon elde edildi. Elde edilen aktif karbona manyetik özellik kazandırıldı. Aktivasyon sırasında ajan olarak FeSO4 ve Na2S2O3 kullanıldı.  800 °C de N2 atmosferi altında yakılarak elde edilen manyetik aktif karbon ile içme ve kullanma sularına karışan tehlikeli bir atık olan Pyronin-Y boyasını sulardan adsorplama yöntemiyle ayırma işleminde kullanıldı. Farklı sıcaklık ve pH ortamlarında adsorpsiyon ölçümleri alındı. Ortam sıcaklığı ve pH arttıkça adsorpsiyonun arttığı tespit edildi. PY'nin adsorbanlar üzerine adsopsiyonu Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine göre incelendi. Elde edilen aktif karbonların 800-1 SİMAK ve 800-2 SİMAK için Langmuir yüzey alanları sırasıyla 499,92 m2/g ve 648,74 m2/g olarak ölçülmüştür. Adsorbanların morfolojik özellikleri FT-IR, BET ve VSM ile ölçülmüştür. Yapılan deneyler ile SİMAK' ın PY'nin sulu çözeltisi üzerine olan adsorpsiyonunu ölçerek manyetik özellik ile ayırmanın meydana geldiği tespit edildi.

Abstract:
The rapidly increasing human population also opens the door to many environmental problems. Along with the developing technology, many scientific researches are carried out to make drinking water and environmental wastes reusable by recycling processes in many areas. Among these researches, Activated Carbon production also occupies an important place. Activated carbon has become very popular because it is easily available, has low cost and can be obtained in a variety of ways as a raw material source. Many scientific studies are carried out to obtain Activated Carbon, to add magnetic properties, to increase the surface area and pore size.

In this study, Magnetic Activated Carbon was obtained by hydrothermal carbonization method using cigarette butts from environmental pollutants. The obtained activated carbon was given magnetic properties. FeSO4 and Na2S2O3 were used as agents during activation. It was used in the process of separating Pyronin-Y dye, which is a hazardous waste that mixes with drinking and utility waters, with magnetic activated carbon obtained by burning under N2 atmosphere at 800 °C. Adsorption measurements were taken in different temperature and pH environments. It was determined that adsorption increased as the ambient temperature and pH increased. Adsorption of PY on adsorbents was investigated according to Langmuir and Freundlich isotherm models. Langmuir surface areas of the obtained activated carbons for 800-1 SIMAK and 800-2 SIMAK were measured as 499.92 m2/g and 648.74 m2/g, respectively. Morphological properties of adsorbents were measured by FT-IR, BET and VSM. With the experiments carried out, it was determined that the magnetic separation occurred by measuring the adsorption of SIMAK on the aqueous solution of PY.