Benzen Uçucu Organik Bileşiğinin Badem Kabuğundan Üretilen Char Üzerine Gaz Fazı Adsorpsiyonu: Kinetik, Denge ve Termodinamik
Gas Phase Adsorption of Benzene Volatile Organic Compound onto Char Produced from Almond Shells: Kinetics, Equilibrium and Thermodynamics
Yazar: Kutluay, Sinan
Dergi: Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Vol. 8 No. 4, 2019
Anahtar kelimeler: Badem kabukları,Benzen,Gaz fazı adsorpsiyon,Kinetik,İzoterm,Termodinamik ; Almond shells,Benzene,Gas phase Adsorption,Kinetics; Isotherms,Thermodynamics

Uçucu Organik Bileşikler (UOB), soluduğumuz açık ve kapalıortam hava kirleticilerinin yaygınbileşenleridir. Buçalışmanın temel amacı, en önemli UOB’ler biri olan benzenin badem kabuklarındanüretilen char adsorbenti üzerine gaz fazı adsorpsiyon prosesini incelemektir. Bubağlamda, gaz-fazı benzen taşıyıcı olarak azot akış hızı (60-150 mL/min),adsorpsiyon sıcaklığı (20-40℃), adsorbent miktarı (40-120 mg) ve girişakımındaki gaz-fazı benzen konsantrasyonu (9-18 ppm) gibi adsorpsiyonkoşullarının hem adsorpsiyon kapasitesi hem de adsorpsiyon verimi üzerindekietkileri gaz kromatografi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Bunun yanı sıra,farklı sıcaklıklarda, adsorpsiyon prosesinin kinetiği, izotermi vetermodinamiği araştırılmıştır. Char adsorbentinin karakterizasyonu BET yüzeyalanı ve FTIR ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, Langmuir izotermive sözde-ikinci dereceden modellerin diğer modeller ile kıyaslandığında deneyselverileri daha iyi tanımladığını göstermiştir. Char adsorbentinin maksimum tekkatmanlı adsorpsiyon kapasitesi (qmax)25℃ için 10.56 mg g-1 olarak bulunmuştur. Termodinamik analizler (ΔG° = -19.460 kJ mol-1,ΔH° = -26.65 kJ mol-1, ΔS° = -0.024 kJ mol-1 K-1) adsorpsiyonprosesinin kendiliğinden, ekzotermik ve fiziksel olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında, badem kabuğundanüretilen char adsorbentinin, çevre ve insan sağlığınailişkin riskleri nedeniyle gaz-fazı benzenin adsorpsiyonyöntemiyle çevresel kontrolünü sağlamak için önemli bir potansiyelesahip olduğu söylenebilir.

Volatile Organic Compounds (VOCs) are prevalent components of indoor andoutdoor air pollutants that we breathe. The main purpose of this study is toinvestigate gas phase adsorption process of benzene, which is one of the mostimportant VOCs, onto char adsorbent produced from almond shells. In thiscontext, the effects of theadsorption conditions such as nitrogen (N2) gas flow rate (60-150 mLmin-1) as the gas phase benzene carrier, adsorbent amount (40-120 mg),concentration of gas phasebenzene at the inlet (9-18 ppm) and the adsorption temperature (20-40℃) on both theadsorption capacity and the adsorption efficiency were investigated using gas chromatography method. In addition, the kinetics,isotherms and thermodynamics of the adsorption process were investigated atdifferent temperatures. The characterization of the char adsorbent wasperformed by BET surface area and FTIR measurements. The results showed that theLangmuir isotherm and pseudo-second-order models described the experimentaldata better when compared to the other models. The maximum monolayer adsorptioncapacity (qmax)of char adsorbent was found to be 10.56 mg g-1 for 25℃. Thermodynamicanalysis (ΔG° = -19.460 kJ mol-1,ΔH° = -26.65 kJ mol-1, ΔS° = -0.024 kJ mol-1 K-1) showed that the adsorption process was spontaneous,exothermic and physical. In the light of the results obtained, it can be saidthat char adsorbent produced from almond shell has an important potential forenvironmental control by the adsorption method of gas-phase benzene due to therisks related to the environment and human health.