Paulownia ağacından elde edilen aktif karbonun sulu çözeltiden boyar madde gideriminde değerlendirilmesi
Evaluation of activated carbon obtained from paulownia tree in dye removal from aqueous solution
Yazar: MELİHA CAN
Danışman: PROF. DR. FATMA TÜMSEK ; PROF. DR. SAİT YORGUN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon

Özet:
Aktif karbon; yüzeyi genişletilmiş, gözenekli yapıya sahip bir karbon şeklidir ve organik maddelerin yüksek sıcaklıkta, oksijensiz ortamda karbonizasyonuyla üretilir. Kimyasal aktivasyonun, yüksek yüzey alanına ve dar mikro gözenek dağılımına sahip karbonlar elde etmede etkin bir yöntem olduğu bilinmektedir.
Aktif karbonların en bilinen uygulama alanları; saflaştırma, organik kirleticilerin içme suyundan uzaklaştırılması ve seçici adsorpsiyonla kimyasalların geri kazanımıdır. Avantajları, yüzeylerindeki geniş gözenekli yapı sayesinde organik bileşikleri adsorbe ederek sudan etkili bir biçimde uzaklaştırabilmeleridir.
Bu çalışmada, Paulownia ağacı odunundan ZnCl2 ile kimyasal aktivasyon yapılarak üretilen aktif karbon kullanılarak, metilen mavisi (MB) ve metil oranj (MO) boyalarının sulu çözeltilerinden giderimi incelenmiştir. MB ve MO için, optimum derişim değeri belirlenip pH, sıcaklık, adsorban miktarı ve temas süresi etkileri araştırılmıştır. Elde edilen izoterm verileri Langmuir ve Freundlich izoterm denklemlerine göre analiz edilmiş ve sonuçların Langmuir denklemine uygun olduğu belirlenmiştir. Aktif karbonun zamana bağlı olarak boya giderim hızı, sabit boya başlangıç derişiminde incelenmiş ve elde edilen veriler sözde 1. mertebe ve sözde 2. mertebe adsorpsiyon kinetik modellerine göre analiz edilmiştir. Her iki boya için sonuçlar sözde 2. mertebe modelin adsorpsiyon kinetiğini daha iyi tanımladığını göstermiştir.

Abstract:
Activated carbon is a form of carbon with an expanded surface area and a porous structure and is produced by carbonization of organic materials at high temperature in an oxygen-free environment. Chemical activation is known to be an effective method to obtain carbons with high surface area and narrow micropore distribution.
The most known application areas of activated carbons are purification, removal of organic pollutants from drinking water and recovery of chemicals by selective adsorption. Their advantage is that they can effectively remove organic compounds from water by adsorbing them thanks to the large porous structure on their surface.
In this study, the removal of Methylene Blue (MB) and Methyl Oxygen (MO) dyes from aqueous solutions was investigated using activated carbon produced by chemical activation with ZnCl2 from Paulownia wood. The optimum concentration values for MB and MO were determined and the effects of pH, temperature, adsorbent amount and contact time were investigated. The obtained isotherm data were analyzed according to Langmuir and Freundlich isotherm equations and it was determined that the results were in accordance with the Langmuir equation. The dye removal rate of activated carbon with time was investigated at constant dye initial concentration and the obtained data were analyzed according to pseudo-1st order and pseudo-2nd order adsorption kinetic models. The results for both dyes showed that the pseudo-2nd order model described the adsorption kinetics better.