Kestane kabuğundan aktif karbon üretimi
Production of activated carbon from chestnut shell
Yazar: YASEMİN DÖŞEMEN
Danışman: PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Biyokütle = Biomass

Özet:
Bu çalışmada, kimyasal aktivasyon yöntemi uygulanarak kestane kabuğundan aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiş; sıcaklık, ısıtma hızı, bekleme süresi gibi değişkenlerin aktif karbon üretimi üzerine etkisi incelenmiştir. Elde edilen aktif karbonların katı ürün verim değerleri hesaplanmış ve BET yüzey alanı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bu değerlerden yola çıkarak, üretilen en iyi aktif karbon numunesi seçilmiştir. Boehm titrasyonu, FTIR analizi ve zeta potansiyeli analizi yapılarak aktif karbonun ve hammaddenin yüzey fonksiyonel grupları belirlenmiştir. Mikrogözenekliliğinin bir ifadesi olan iyot sayısı analizi de yapılan aktif karbon numunesi, çözeltiden altının adsorpsiyonu için kullanılmıştır. Deneylerin sonucunda, aktivasyon sıcaklığı ve bu sıcaklıktaki bekleme süresindeki artışın katı ürün veriminde azalışa; ancak, BET yüzey alanı değerlerinde önce artış sonra azalışa; neden olduğu görülmüştür. BET yüzey alanı ve katı ürün verimi değerlerine bakılarak seçilen aktif karbon numunesinin gözeneklilik ve iyot sayısı analizleri, üretilen aktif karbonun gözenekli bir yapıda olduğunu göstermiştir. FTIR, Boehm ve zeta potansiyeli analizleriyle aktif karbonun yüzey özelliklerinin adsorpsiyon için uygunluğu tespit edilmiştir. Adsorpsiyon deneylerinde ise çözeltiden altın adsorpsiyonu yapılmış ve 2 saat sonunda altının aktif karbon yüzeyinde %100'e yakın adsorplandığı belirlenmiştir. SEM analizi ve EDS grafikleri de altının adsorpsiyonunu ve aktif karbonun sahip olduğu mikrogözenekli yapıyı doğrulamıştır.

Abstract:
In this study, production of activated carbon is carried out by using chemical activation process, and the effect of process parameters such as temperature, holding time and heating rate on the production of activated carbon are investigated. The solid yields of the produced activated carbons, are calculated and BET surface area measurements are achieved. According to these values, the best activated carbon sample is chosen. FTIR analysis, Boehm titration and zeta potential analysis are applied to determine the surface functional groups of the activated carbon and the raw material. The activated carbon sample is used for gold adsorption from solution. In overall, the experiments showed that the increase in activation temperature and holding time at this temperature caused decrease in solid yield. But it was seen that the BET surface area values were increased at first and decreased later by the the increase in temperature and holding time. The iodine number analysis and porosity measurements of activated carbon sample, which is chosen by the solid yield value and BET surface area value, showed that the porous structure of activated carbon. FTIR, Boehm and zeta potential analysis results showed that the suface properties of activated carbon was suitable for adsorption In adsorption experiments, at the end of 2 hours approximately %100 of gold ions were adsorbed onto activated carbon surface at the end of two hours. SEM and EDS analyses confirmed the gold adsorption and microporosity structure of activated carbon.