Atık lastiklerden aktif karbon eldesi ve boyar madde gideriminde kullanılması

Bu tez çalışmasında dünya üzerinde otomotiv sektöründeki gelişmelere bağlı olarak miktarı her yıl artmakta olan Ömrünü Tamamlamış Lastiklerden, ihtiva ettikleri yüksek enerji kapasitelerinden yararlanılarak değerlendirilebilir ürün elde edilebilirliği ve atıksu arıtımında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında termokimyasal işlemler ile ömrünü tamamlamış lastiklerden aktif karbon elde edilebilirliği araştırılmıştır. Aktif karbon üretiminde ilk aşamada termal aktivasyondan önce granül haldeki ham lastikler 1:1 ve 1:2 emdirme oralarında KOH çözeltisinde yıkanmıştır. Kimyasal olarak aktive edilmiş atık lastikler daha sonra piroliz işlemini tabii tutulmuştur. Piroliz 700 0 C'de 2 saat boyunca sürdürülmüştür. Reaktöre akış hızı 1 L/dk olan azot gazı (N2) verilerek reaktörde inert, oksijensiz bir ortamda sağlanmıştır. Termal işlemden sonra elde edilen yüksek enerji ihtiva eden sıvı-katı-gaz ürünlerinden katı madde aktif karbon olarak kullanılmıştır. SEM, BET, Elementel Analiz ve ısıl değer analizi yapılarak elde edilen aktif karbonların karakterizasyonu yapılarak, yapılarılarının aktif karbon olarak kullanılmaya uygun olup olamadığı incelenmiştir. Üretilen aktif karbonun SEM görüntüleri incelendiğinde polimerik yapıya sahip olan ham atik lastiğe göre aktivasyon sonrası gözenekli, girintili çıkıntılı bir yapıya sahip olduğu görülmüştür. 2-K adsorbanının yüzey alan ölçümü ise 2,945 m2/g olarak elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında Metilen Mavisi boyasının üretilen 1-K ve 2-K aktif karbonların üzerine adsorpsiyonu çalışması yapılmıştır. Çalışmada üretilen aktif karbonun adsorpsiyon prosesi ile boyar madde gideriminde uygun bir adsorban olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. MM adsorpsiyonu çalışmasında adsorban miktarının, pH'ın, sıcaklığın ve temas süresinin etkisi incelenmiştir. Optimum verim elde edilen 2-K adsorbanı için pH=6,5, sıcaklık 30 0C, adsorban dozu 7,5 gr/L, temas süresi ise 30 dakika olarak bulunmuş; bu şartlar altında %83'lük boyar madde giderim verimi sağlanmıştır. Aktif karbonlar için adsorpsiyon mekanizmalarının daha iyi anlaşılabilmesi için izoterm, kinetik ve termodinamik çalışmaları yapılmıştır. 2-K adsorbanı ile yapılan adsorpsiyon çalışmasının Freundlich ve Temkin izotermlerine uygunluk gösterdiği; kinetik çalışmalarında ise yalancı ikinci derece kinetik modeline uyduğu görülmüştür. 10, 20, 30, 40 0C sıcaklıklar için yapılan termodinamik çalışmaları sonunda Gibbs serbest enerji değişimi ( G0) sırasıyla -30.88, -32.19, -33.54, -31. 21 kj/mol; adsorpsiyon entalpisi ( H0) -7,017 kj/mol, adsorpsiyon entropisi ise ( S0) 0,0853 kj/molK olarak bulunmuştur. Adsorpsiyon sisteminin ekzotermik ve kendiliğinden gerçekleşen bir proses olduğu belirlenmiştir. Yapılan termokimyasal ve adsorpsiyon çalışmaları sonunda ömrünü tamamlamış lastiklerden elde edilen aktif karbonun; ticari aktif karbon özelliklerine yakın yapıda olması, boyar madde adsorpsiyonunda iyi verim elde edilmiş olması ve atık lastiklerin geri kazanımında alternatif bir yöntem olması, çalışmanın büyük ölçeklerde de uygulabilir nitelikte olduğunu gösterdiği düşünülmektedir.