Yüksek yüzey alanına sahip manyetik/ aktif karbon nanokompozitinin hidrotermal yöntem ile sentezi ve sulu çözeltide boya giderimi
Synthesis of high surface area magnetic/active carbon nanocomposite by hydrothermal method and dye removal in aqueous solution
Yazar: MUHAMMET HÜSEYİN ÇOKAL
Danışman: DOÇ. DR. ATAKAN TOPRAK
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Aktif karbon = Activated carbon ; Hidrotermal sentez = Hydothermal synthesis ; Manyetik = Magnetic ; Nanokompozitler = Nanocomposites

Özet:
Bu tez çalışmasında, kestanenin dikenli kabuğundan hidrotermal yöntem ve devamında 550-950°C aralığında kimyasal aktivasyon kullanılarak yüksek yüzey alanlı beş farklı aktif karbon üretilmiştir. Daha sonra bu aktif karbonlar amonyum demir (II) sülfat ile tek basamakta hidrotermal olarak manyetik aktif karbon nanokompozitleri sentezlenmiştir. Üretilen manyetik aktif karbonların karakterizasyonu 77K N2 adsorpsiyon-desorpsiyonu, SEM-EDS ve XRD ile yapılmıştır. Manyetik aktif karbonların uygulama alanı olarak sulu çözeltide metilen mavisi boyar maddesinin uzaklaştırması incelenmiş, denge ve kinetik çalışmaları yapılmıştır.
Deneysel sonuçlara göre; 850°C'de aktif karbondan üretilen manyetik aktif karbonun, 1802 m2/g ile en yüksek yüzey alanına sahip olduğu bulunmuştur. Sıcaklığın artışıyla manyetik aktif karbondaki mezo gözenekliliğin düzenli olarak arttığı ve en yüksek mezo gözeneğin ise MAK950'de olduğu belirlenmiştir. Manyetik aktif karbonların sulu çözeltiden metilen mavisi adsorpsiyon kinetik ve denge çalışmaları yapılmıştır. Yapılan kinetik çalışmalarında manyetik aktif karbonların ikinci dereceden hız sabitine daha uygun olduğu görülmüştür. 
Metilen mavisinin deneysel ve ikinci derece kinetik modeline göre hesaplanan adsorpsiyon kapasiteleri 597 mg/g ve 625 mg/g olarak MAK850'de bulunmuştur. Manyetik aktif karbonların Langmuir ve Freundlich izoterm modellerine uygulanarak tek tabaka ve heterojen adsorpsiyon kapasiteleri belirlenmiştir. En yüksek Langmuir tek tabaka adsorpsiyon kapasitesi olan Q0 1020 mg/g olarak MAK850'de bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis, five different high surface area activated carbons were produced from the barbed shell of chestnut using hydrothermal method followed by chemical activation at the range of 550-950°C. Then, these activated carbons were synthesized with ammonium iron (II) sulfate in a single step as hydrothermally magnetic activated carbon nanocomposites. The characterizations of the produced magnetic activated carbons were made by 77K N2 adsorption-desorption, SEM-EDS and XRD. As the application area of magnetic activated carbons, the removal of methylene blue dyestuff in aqueous solution was investigated, and equilibrium and kinetic studies were carried out.
According to the experimental results; Magnetic activated carbon produced from activated carbon at 850°C was found to have the highest surface area of 1802 m2/g. It was determined that the mesoporosity of the magnetic activated carbon increased regularly with the increase in temperature and the highest mesoporosity was in MAK950. Methylene blue adsorption kinetic and equilibrium studies of magnetic activated carbons from aqueous solution were carried out. 
In the kinetic studies, it was seen that the magnetic activated carbons were more suitable for the second order rate constant. The adsorption capacities calculated according to the experimental and second-order kinetic model of methylene blue were found in MAK850 as 597 mg/g and 625 mg/g. Monolayer and heterogeneous adsorption capacities of magnetic activated carbons were determined by applying Langmuir and Freundlich isotherm models. The highest Langmuir monolayer adsorption capacity was found in MAK850 as Q0 1020 mg/g.