Kimyasal aktivasyonla iki farklı biyokütleden elde edilen aktif karbonların karakterizasyonu ve adsorpsiyon özelliklerinin belirlenmesi
Characterization of activated carbons using two different raw materials and investigation of adsorption properties
Yazar: MANOLYA YILMAZ ŞİMŞEK
Danışman: PROF. DR. AYŞE E. PÜTÜN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Aktif karbon = Activated carbon ; Biyokütle = Biomass ; Karakterizasyon = Characterization

Özet:
Bu çalışmada, nohut samanı ve fındık kabuğu kullanılarak kimyasal aktivasyon ile aktif karbon elde edilmesi, bu aktif karbonların karakterizasyonu ve en yüksek yüzey alanına sahip aktif karbonun sulu çözeltilerden kurşun giderimi araştırılmıştır. Hammaddeler iki farklı kimyasal (K2CO3 ve KOH) ile dört farklı oranda ( %25, %50, %75 ve %100 ) doyurulmuş , sabit yataklı reaktörde 10oC/dk ısıtma hızı, 100 cm3/dk N2 akış hızı ve 850oC aktivasyon sıcaklığında karbonizasyonu gerçekleştirilmiştir. BET eşitliği kullanılarak yapılan yüzey alanları ölçümleri sonucunda, en yüksek yüzey alanını 2082,29 m2/g nohut samanından KOH ile %50 doyurma oranında elde edilen aktif karbon vermiştir. Çalışmanın son aşamasında en yüksek yüzey alanını veren aktif karbon ile sulu çözeltilerden kurşun giderimi çalışılmıştır. Adsorpsiyonu etkileyen faktörler; çözeltinin pH'ı, başlangıç derişimi, sıcaklığı, adsorban miktarı ve bekleme süresi incelenmiştir. Çalışmalar sonucunda çizilen adsorpsiyon izotermlerinin Freundlich izotermlerine, adsorpsiyon kinetiğinin sözde ikinci dereceden reaksiyon modeline uyduğu belirlenmiştir. Adsorpsiyon termodinamiği incelendiğinde ise adsorpsiyonunun kendiliğinden gerçekleştiği görülmüştür.Uygun koşullarda çalışıldığında nohut samanından yüksek yüzey alanlı aktif karbon elde edilebileceği ve elde edilen aktif karbonların atık suların arıtılmasında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this thesis, producing high surface area activated carbons by chemical activation using chickpea straw and hazelnut husk, characterization of these activated carbons and removal of copper from aqueous solutions were investigated. Raw materials impregnated with two types of chemicals ( K2CO3 and KOH) and four different impregnation ratios ( %25, %50, %75 ve %100 ), carbonization was performed in a fixed bed reactor with 10oC/min heating rate, 100 cm3/min N2 flow rate and at 850oC activation temperature. As a result of surface areas measurement by using the BET equations, high surface area activated carbon whose impregnation ratio is %50 with KOH was found 2082,29 m2/g. Activated carbons were evaluated for adsorption of lead from aqueous solutions. Factors that affecting the adsorption were studied such as pH, initial concentration, temperature, adsorbent dosage and contact time, results of the experiments showed that the adsorption isotherms obey Freundlich adsorption isotherms, the adsorption kinetics obey pseudo-second order kinetic model and thermodynamics studies showed that adsorption process is spontaneous.As a result, under proper conditions it is determined that activated carbons obtained from chickpea straw can be used for the removal of heavy metals from aqueous solutions.