Toksik eser elementlerin uzaklaştırılmasında kullanılacak aktif karbonun ananas kabuğundan sentezi için optimum şartların belirlenmesi
Determination of optimum conditions for the synthesis of activated carbon from the pineapple peels to be used to remove toxic elements
Yazar: SEVDA GÜLTEKİN
Danışman: PROF. DR. MEHMET YAMAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Miktar tayini = Determination

Özet:
Ananas yapraklarını da içeren biyoatıkların aktif karbon sentezinde kullanılması daha önceki çalışmalarda yayınlanmıştır. Ancak, bu amaçla, sentez basamağında kimyasal aktivasyon aracı olarak H2SO4 derişimi, karıştırma süresi ve piroliz sıcaklığının optimize edilmesi araştırılmamıştır.
Bu çalışmada, ananas kabukları inert gaz ortamında termal olarak aktif karbona dönüştürüldü. Optimizasyon amacıyla, %25 ten %70 e varan aralıkta H2SO4 derişimi, 5-15 saat aralığında karıştırma süresi ve 500-600 oC aralığında sıcaklık parametreleriyle çalışılarak sentezlenen aktif karbonlar değerlendirilmiştir. Elde edilen adsorbanlar, iletkenlik ölçümü, FTIR, SEM ve BET metodları ile ile karakterize edildi. 
Toksik eser elementlerin önderiştirilmesi basamağında, analitik parametrelerin optimizasyonu için çalışma pH 'ı, karıştırma süresi ve ilk hacim gibi şartlar değiştirilerek çalışılmıştır. Sentezlenen ve amaca uygun olarak bulunan adsorban (%25 lık sülfürik asitle modifiye edilmiş, 9 saat karıştırılmış ve 600 oC de elde edilmiş AC), yine optimize edilen önderiştirme şartlarında (Pb ve Ni için sırasıyla pH=3 ve  pH =4.5), doğal sulardaki toksik eser metallerin ppb düzeylerinde bulunan derişimlerinin tayininde kullanılmıştır. Elde edilen verilerden, 45 dakikalık karıştırma süresinin hem Pb hem de Ni için optimum olduğu bulunmuştur. Ölçüm için, aynı anda birden fazla elementin tayininin mümkün olduğu ICP - MS yöntemi kullanılmıştır. 
Optimum şartlardaki önderiştirme işlemlerinin uygulanmasıyla, doğal sulardaki Pb ve Ni derişimleri sırasıyla 1.8-8.0 ve 0.6-22.0 ppb (ng/mL) aralığında bulundu. Ölçüm yapılan Pb ve Ni için bulunan konsantrasyonlar, Dünya Sağlık Örğütünce müsaade edilen sınır değerlerinin altında gözlenmiştir.

Abstract:
Usage of biowastes in activated carbon synthesis including pineapple leaves has been published in previous studies. However, optimization of H2SO4 concentration, mixing time and pyrolysis temperature as a chemical activation tool in the synthesis step has not been investigated, up to now.
   In this study, pineapple peels were transformed into activated carbon thermally in an inert gas media In optimization studies, the active carbons synthesized by treatment with H2SO4 in the ranges of concentration from 25% to 70%, mixing time between 5-15 hours, and temperatures between 500-600 oC were evaluated. The adsorbents obtained were characterized by methods such as conductivity measurement, FTIR, SEM and BET.
In the preconcentration step, conditions including pH, stirring time and initial volume were changed for optimization of analytical parameters. The adsorbent synthesized using optimum parameters (modified with 25% sulfuric acid, mixed for 9 hours and obtained at 600 oC) were used for determination of toxic elements in natural waters at the optimized preconcentration pH conditions (pH 3 for Pb and pH 4.5 for Ni) and 45 minutes of stirring time as optimum for both Pb and Ni. In the measurements, the ICP - MS method, in which multiple elements can be determined simultaneously, was used.
   By applying preconcentration processes under optimum conditions, Pb and Ni concentrations in natural waters were observed in the range of 1.8-8.0 and 0.6-22.0 ppb (ng / mL), respectively. The concentrations found were below the limit values permitted by the World Health Organization for all the elements studied.