Kimyasal aktivasyon yöntemi ile kükürtlü kömürlerden elde edilen aktif karbonun çeşitli özelliklerinin belirlenmesi
Determination of technical properties of obtained activated carbon from high sulfur coal by chemical activation methods
Yazar: Demir, Uğur
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 38 No. 1, 2020
Anahtar kelimeler: Architecture ; Mimarlık ; Activated carbon,chemical activation,high sulfur coal,Surface area,Adsorption capasity ; aktif karbon,kimyasal aktivasyon,kükürtlü kömür,yüzey alanı,adsorbsiyon kapasitesi

Özellikler gazlar ve sıvıların zararlı içeriklerinin uzaklaştırılmasında ve diğer birçok alanda yaygın olarak kullanılan aktif karbonlar, taşıdıkları özellikleri nedeniyle önemli ithalat kalemlerinden birini oluşturmaktadır. Benzer özelliklerdeki aktif karbonların ucuz, kolay temin edilebilen ve bol miktardaki çeşitli organik kökenli hammaddelerden üretilmesi ülke ekonomisine önemli katkılar sağlayacağı öngörülmektedir. Bu çalışmada tüketim yeri bulamayan veya sınırlı olan yüksek oranda kükürt içeren yarı bitümlü kömürlerin aktif karbon üretiminde değerlendirilmesi amaçlanmış, bu amaca yönelik olarak da aktivasyon kimyasalı olarak ZnCl2’nin kullanıldığı kimyasal aktivasyon yöntemi uygulanmıştır. Kimyasal aktivasyon yönteminin farklı çalışma parametrelerinin (kömür/kimyasal oranı, emdirme süresi ve tane boyutu) aktif karbon üretimine etkileri incelen bu çalışmada, elde edilen aktif karbonun çeşitli teknik özellikleri (BET yüzey alanı, gözenek dağılımı, SEM ile yüzey özelliği, adsorbsiyon kabiliyeti vs.) belirlenmeye çalışılmıştır. Kimyasal aktivasyon yöntemi (ZnCl2) ile elde edilen aktif karbonun, halen ticari olarak kullanılan ithal aktif karbonlar ile karşılaştırmaları yapılmış, önemli teknik özelliklerde benzerliklerinin olduğu tespit edilmiştir. En uygun üretim parametresi olan 1/1 ZnCl2/kömür karışım oranı, 24 saat emdirme süresi ve +2 mm tane boyutundaki kömür 650 oC sıcaklıkta 60 dakika N2 atmosferi altında işlem tabi tutulması ile 733 m2/g yüzey özelliğine sahip, mikro ve mezo gözenekliliğin ön planda olduğu 0,460 cm3/g toplam gözenek hacmine sahip aktif karbon elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonun adsorbsiyon testleri sonucu çözeltide bulunan Cu2+ iyonlarının %99,2’sinin uzaklaştırılabildiği belirlenmiştir. Elde edilen aktif karbonun belirlenen özellikleri, bu malzemenin birçok sektörde kullanılabileceğini göstermektedir.

Özellikler gazlar ve sıvıların zararlı içeriklerinin uzaklaştırılmasında ve diğer birçok alanda yaygın olarak kullanılan aktif karbonlar, taşıdıkları özellikleri nedeniyle önemli ithalat kalemlerinden birini oluşturmaktadır. Benzer özelliklerdeki aktif karbonların ucuz, kolay temin edilebilen ve bol miktardaki çeşitli organik kökenli hammaddelerden üretilmesi ülke ekonomisine önemli katkılar sağlayacağı öngörülmektedir. Bu çalışmada tüketim yeri bulamayan veya sınırlı olan yüksek oranda kükürt içeren yarı bitümlü kömürlerin aktif karbon üretiminde değerlendirilmesi amaçlanmış, bu amaca yönelik olarak da aktivasyon kimyasalı olarak ZnCl2’nin kullanıldığı kimyasal aktivasyon yöntemi uygulanmıştır. Kimyasal aktivasyon yönteminin farklı çalışma parametrelerinin (kömür/kimyasal oranı, emdirme süresi ve tane boyutu) aktif karbon üretimine etkileri incelen bu çalışmada, elde edilen aktif karbonun çeşitli teknik özellikleri (BET yüzey alanı, gözenek dağılımı, SEM ile yüzey özelliği, adsorbsiyon kabiliyeti vs.) belirlenmeye çalışılmıştır. Kimyasal aktivasyon yöntemi (ZnCl2) ile elde edilen aktif karbonun, halen ticari olarak kullanılan ithal aktif karbonlar ile karşılaştırmaları yapılmış, önemli teknik özelliklerde benzerliklerinin olduğu tespit edilmiştir. En uygun üretim parametresi olan 1/1 ZnCl2/kömür karışım oranı, 24 saat emdirme süresi ve +2 mm tane boyutundaki kömür 650 oC sıcaklıkta 60 dakika N2 atmosferi altında işlem tabi tutulması ile 733 m2/g yüzey özelliğine sahip, mikro ve mezo gözenekliliğin ön planda olduğu 0,460 cm3/g toplam gözenek hacmine sahip aktif karbon elde edilmiştir. Elde edilen aktif karbonun adsorbsiyon testleri sonucu çözeltide bulunan Cu2+ iyonlarının %99,2’sinin uzaklaştırılabildiği belirlenmiştir. Elde edilen aktif karbonun belirlenen özellikleri, bu malzemenin birçok sektörde kullanılabileceğini göstermektedir.