Şeker pancarı küspesinden elde edilen aktif karbondan kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile  karbon moleküler elek üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of carbon molecular sieve by chemical vapor deposition method using activated carbon obtained from sugar beet bagasse
Yazar: FATMA MERVE YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN DEMİRAL
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada; şeker pancarı küspesinin çinko klorür ile  aktivasyonundan üretilen aktif karbonlardan karbon moleküler üretimi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır.  

 3:1 emdirme oranı ve 500 -600 oC karbonizasyon sıcaklığı  olmak üzere iki çeşit aktif karbon hazırlanmıştır.  Üretilen aktif karbonların gözenek hacmi, BET yüzey alanı, ortalama gözenek çapı, gözenek boyut dağılımı gibi dokusal özellikleri belirlenmiştir.  600 oC karbonizasyon sıcaklığında üretilen aktif karbon en yüksek yüzey alanı (1336m2/g) ve toplam gözenek hacmine (0,881cm3/g) sahip olduğundan karbon moleküler elek üretiminde bu aktif karbon kullanılmıştır..  

Elde edilen aktif karbonlardan kimyasal buhar biriktirme yöntemi (CVD) ile karbon moleküler elek üretilmiştir.  Deneysel çalışmalarda sıcaklık, süre ve CH4 akış hızlarının etkisi incelenmiştir.

Üretilen karbon moleküler eleklerin 77 K' de N2, 273 K' de CO2 adsorpsiyonu gerçekleştirilerek BET yüzey alanı, gözenek hacmi, ortalama gözenek çapı ve gözenek boyut dağılımı gibi dokusal özellikleri belirlenmiştir.

Üretilen karbon moleküler eleklerin yüzey morfolojisinin ve yüzey fonksiyonel gruplarının belirlenmesi amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve FTIR analizleri yapılmıştır.

Elde edilen sonuçlara göre 800 oC sıcaklık, 100 mL/dk CH4 akış hızı ve 30 dakika besleme süresinde elde edilen karbon moleküler elek 1 (CMS1) örneğinin en uygun olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:  Karbon moleküler elek, kimyasal buhar biriktirme, karakterizasyon, aktif karbon,  kimyasal aktivasyon, şeker pancarı küspesi, adsorpsiyon.

Abstract:
In this study, the production and characterization of carbon molecular sieve from sugar beet bagasse based activated carbon produced by ZnCl2  activation is aimed.  

Two types of activated carbon were prepared at the impregnation ratio of 3/1 and the carbonization temperatures of 500 and 600 oC.  The textural properties of activated carbons such as BET surface area, pore volumes, pore diameterand pore size distribution were determined.  The activated carbon prepared at carbonization temperature of 600 oC was used in the production of carbon molecular sieve because of the high surface area (1336 m2/g) and high total pore volume (0,881 cm3/g).

Carbon molecular sieve from produced activated carbon is produced  by Chemical Vapor Deposition (CVD).  The effects of the temperature, CH4, flow rate and the time were investigated. 

Textural properties of the carbon molecular sieves such as BET surface area, pore volume and pore size distribution were determinated by N2 adsorption at 77K and CO2 adsorption 273K.

Surface morphology and the surface functional groups of carbon molecular sieves were determinated by Scanning Electron Microscope and FTIR analyses.

According to the experimental results the optimum carbon molecular sieve was obtained at the 800oC, 100mL/dk flow rate of CH4 and 30 minutes of time.

Keywords:  Carbon molecular sieve, chemical vapor deposition, characterization, sugar beet bagasse, activated carbon, chemical activation, adsorption.