Koyun gübresinden aktif karbon üretimi ve naproksen sodyum mikrokirleticisinin adsorpsiyonu
Production of activated carbon from sheep manure and adsorption of naproxen sodium microcontaminant
Yazar: MAZLUM YAPİCİ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET FATİH DİLEKOĞLU
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Farmasötikler = Pharmaceuticals ; Freundlich izotermleri = Freundlich isotherms ; Kinetik = Kinetics ; Termodinamik = Thermodynamics ; Yüzey alanları = Surface areas

Özet:
Çalışmamızda; koyun gübresinden kimyasal ve fiziksel aktivasyon ile aktif karbon elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonlar arasında en iyi BET yüzey alanına sahip olan aktif karbon ile naproksen sodyum mikro kirleticisinin adsorpsiyon çalışmaları yürütülmüştür. Koyun gübresinden aktif karbon üretimine koyun gübresinin partikül boyutu, kimyasal reaktif, aktivasyon sıcaklığı ve süresinin etkileri araştırılmıştır. Bu aktif karbonun naproksen sodyum adsorplama kapasitesi üzerine sıcaklık, temas süresi, başlangıç konsantrasyonu, pH ve adsorbent dozajının etkileri incelenmiştir. Aktif karbon üretim çalışmaları sonucunda ham materyal boyutu arttıkça aktif karbon verimi ve yüzey alanı artmıştır. Emprenye oranı arttıkça yüzey alanı artarken aktif karbona dönüşüm miktarında azalma görülmüştür. Ancak yüksek emprenye oranlarında aktif karbon yüzey alanlarında ise azalma görülmüştür. Aktif karbon üretimi için en uygun aktivasyon sıcaklığı ve süresinin Çinko Klorür (ZnCl2) reaktifi için (400 oC-45 dk.), Potasyum Hidroksit (KOH) reaktifi için (700 oC-45 dk.) ve Fosforik Asit (H3PO4) reaktifi için (900 oC-30 dk.) olarak tespit edilmiştir. Elde edilen en yüksek yüzey alanına Çinko Klorür (ZnCl2) reaktifi ile (400 oC-45 dk.) aktivasyon koşullarında üretilen aktif karbon olduğu ve yüzey alanının 2170 m2/g olduğu tespit edilmiştir. Kesikli olarak yapılan adsorpsiyon çalışmaları sonucunda denge temas süresi 40 dk. olarak tespit edilmiştir. Çözelti başlangış pH'ının ve adsorbent dozajının artışıyla adsorplama kapasitesinin azaldığı, çözelti sıcaklığı ve başlangıç konsantrasyonunun artışıyla adsorplama kapasitesinin arttığı gözlemlenmiştir. Adsorpsiyonun freundlich izoterm modeline uyum sağladığı görülmüştür. Freundlich izoterm sabitleri; deneysel adsorpsiyon kapasitesi Kf=51,97173 L/g, deneysel adsorpsiyon yoğunluğu n=0,983671 ve regrasyon sabiti R2=0,9736 olarak belirlenmiştir. Ayrıca adsorpsiyonun kendiliğinden oluştuğu, adsorpsiyon sürecinde naproksen sodyum çözeltisi-adsorbent ara yüzeyinde düzensizliğin az olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, activated carbon was produced from sheep manure through chemical and physical activation. The adsorption studies of the naproxene sodium micro pollutant with the active carbon having the best bet surface area between the active carbons and the adsorption studies of the naproxene sodium micro pollutant were carried out. The effects of particle size, chemical reagent, activation temperature and activation duration on the production of activated carbon from sheep manure were investigated. The effects of temperature, contact time, initial concentration, pH and adsorbent dosage on naproxen sodium adsorption capacity of the produced activated carbon's were investigated. The result of activated carbon production studies showed that the activated carbon efficiency and surface area were increased with the rise of raw material size. With the rise of the impregnation ratio, the surface area increased while a decrease in the amount of activated carbon conversion was observed. However, the activated carbon surface area decreased at high impregnation rates. The optimum activation temperature and time for the production of activated carbon were determined be (400 oC-45 min) for Zinc Chloride (ZnCl2), (700 oC-45 min) for Potassium Hydroxide (KOH) and (900 oC- 30 min.) for Phosphoric Acid (H3PO4). It was determined that the activated carbon produced with the activation of Zinc Chloride (ZnCl2) (400 oC-45 min.) had the highest surface area with (2170 m2/g). Equilibrium contact time was determined to be 40 minutes as a result of batch adsorption studies. It was observed that the adsorption capacity decreased with the increase of the initial pH of the solution and the dosage of the adsorbent, and the adsorption capacity increased with the increase of the solution temperature and the initial concentration. It was observed that the adsorption capacity decreased with the increase of the initial pH of the solution and the dosage of the adsorbent, and the adsorption capacity increased with the increase of the solution temperature and the initial concentration. It was observed that the adsorption conformed to the Freundlich isotherm model. Freundlich isotherm constants; experimental adsorption capacity was determined as Kf=51,97173 L/g, experimental adsorption density as n=0.983671 and regression constant as R2=0.9736. In addition, it was observed that the adsorption occurred spontaneously, and there was less irregularity at the naproxen sodium solution-adsorbent interface during the adsorption process.