Bitkisel atıklardan kimyasal aktivasyon ile aktif karbon üretimi
Production of activated carbon from plant wastes by chemical activation
Yazar: HURİYE BATMAZ
Danışman: DOÇ. DR. BELGİN KARABACAKOĞLU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Karakterizasyon = Characterization ; Kimyasal aktivasyon = Chemical activation ; Çörekotu = Nigella

Özet:
Bu çalışmada çörek otu pres kekinden kimyasal aktivasyon yöntemi ile aktif karbon üretilmiştir. Aktivasyon kimyasalı olarak ZnCl2, K2CO3, H3PO4 ve H3BO3 kullanılmış ve emdirme oranı olarak 2:1 ve 1:1'de çalışılmıştır. 
Aktif karbon üretimi öncesi ham maddeye kül, nem, uçucu madde, sabit karbon tayini gibi analizler yapılmıştır. Farklı emdirme oranı ve farklı aktivasyon kimyasalı kullanımı sonucu elde edilen aktif karbonların verimleri hesaplanmıştır. Üretilen aktif karbonların Boehm titrasyonu ile asidik ve bazik yüzey grupları belirlenmiştir. BET analizi ile üretilen ürünlerin yüzey alanı, por dağılımı ve por hacmi gibi özellikleri tespit edilmiştir. Tespit edilen aktif karbon BET yüzey alanları kıyaslandığında maksimum değerin ZnCl2 aktivatörü eşliğinde 2:1 emdirme oranında bulunan 755 m2/g olduğu görülmektedir. Ortalama gözenek çapı değerleri incelendiğinde ise H3BO3 aktivatörü eşliğinde 2:1 emdirme oranında üretilen aktif karbonlar maksimum sonuç vermiştir (58,1 oA).  FESEM görüntüleri ve EDS analizi ile ürün yüzey kompozisyonu hakkında bilgi edinilmiştir. FTIR analizi ile edilen piklerden aktif karbon kimyasal içeriği hakkında bir yorum getirilmiştir. Son olarak ZnCl2, K2CO3, H3PO4 ve H3BO3 aktivatörlüğünde elde edilen aktif karbonlar ile tekstil sanayi kirleticilerinden Deep Red boyar maddesinin adsorpsiyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler en iyi adsorpsiyonun 2:1 emdirme oranında ZnCl2 aktivatörlüğünde üretilen aktif karbonlar ile gerçekleştirildiğini göstermektedir. ZnCl2 ile üretilen aktif karbon maksimum adsorpsiyon kapasitesi qe, 85,5 mg/g bulunmuştur. 
Elde edilen tüm veriler ışığında çörek otu pres kekinden üretilen aktif karbonların adsorpsiyon çalışmalarında kullanılabileceği anlaşılmıştır.

Abstract:
In this study, activated carbon was produced from black cumin press cake by chemical activation method. ZnCl2, K2CO3, H3PO4 and H3BO3 were used as activation chemicals and the impregnation ratio was studied at 2:1 and 1:1.
Analyzes such as ash, moisture, volatile matter and fixed carbon content were determined to the raw material before the production of activated carbon. The efficiency of the activated carbons produced, as a result of the use of different impregnation rates and different activation chemicals, were calculated. Acidic and basic surface groups were determined by Boehm titration of the produced activated carbons. Properties like the surface area, pore distribution and pore volume of the products were determined by BET analysis. When the determined activated carbon BET surface areas are compared, it is seen that the maximum value is 755 m2/g in the presence of ZnCl2 activator at the 2:1 impregnation ratio. When the average pore diameter values were examined, activated carbons produced at 2:1 impregnation ratio with H3BO3 activator gave maximum result (58.1 oA). Information about the product surface composition was obtained with FESEM images and EDS analysis. A comment was made on the chemical content of activated carbon from the peaks obtained by FTIR analysis. Finally, the adsorption of Deep Red dye, one of the textile industry pollutants, was carried out with the derived activated carbons with the activator of ZnCl2, K2CO3, H3PO4 and H3BO3. The derived datas show that the best adsorption is achieved with activated carbons produced with ZnCl2 activator at 2:1 impregnation ratio. The maximum adsorption capacity qe of activated carbon produced with ZnCl2 was found 85,5 mg/g.
In the light of all the derived datas, it has been understood that the activated carbons produced from black cumin press cake can be used in adsorption studies.