Selüloz, hemiselüloz ve ligninden aktif karbon üretimi
Özet
Dünya'da ve Türkiye'de adsorban maddelere duyulan ihtiyaç her geçen gün artmakta, bu nedenle aktif karbon ihtiyacı büyümekte ve aktif karbon üretimi için yeni teknolojiler geliştirilmektedir. Günümüzde bu teknolojilerden en gözde olanı uygun maliyet, çevresel fayda ve kullanım avantajları dolayısıyla lignoselülozik hammaddelerden aktif karbon üretimidir. Lignoselülozik maddeleri bu kadar önemli yapan, bileşenlerinin kimyasal özellikleridir. Bu özeliklerin üretim kolaylığı, karbon içeriğinin yüksek oluşu, kül içeriğinin azlığı, ekonomik açıdan uygunluğu, atık hammadde kullanıldığı için çevreye verilen zararın telafisini sağlaması, yüksek verim, yüksek gözeneklilik oranı, yüksek yüzey alanı gibi çok sayıda avantajı bulunmaktadır. Bu lignoselülozik maddelerin temel bileşenleri lignin, selüloz ve hemiselülozdur.Çalışmada lignin, selüloz ve hemiselülozun aktif karbon özelliklerine etkilerinin bulunması hedeflenmiştir. Bu amaçla önce farklı fosforik asit emdirme oranlarında mikrodalga enerjisi ile aktivasyon ve farklı sıcaklıklarda karbonizasyon yapılarak lignin, selüloz ve hemiselülozdan, daha sonra lignoselülozik hammaddelerin lignin, selüloz ve hemiselüloz içerikleri esas alınarak hazırlanan karışımlardan ve örnek olarak seçilen lignoselülozik hammadde olan çay atığına belirli oranda lignin, selüloz ve hemiselüloz eklenerek oluşturulan karışımlardan aktif karbon üretilmiştir.Yapılan çalışma sonucu saf bileşenlerden üretilen aktif karbonlarda en yüksek verim değerine ligninden üretilen aktif karbonda (%52) ulaşılmıştır. Lignin, selüloz ve hemiselüloz karışımlarından üretilen aktif karbonlarda en yüksek verim değeri domates yaprağı esas alınarak üretilen aktif karbonda % 40 olarak bulunmuştur. Çay atığına selüloz eklenerek üretilen aktif karbonun verimi ise % 41,59 dur. Çalışmada en yüksek yüzey alanı değerinin 2159 m2/g olarak hemiselülozdan 1/1 hammadde/fosforik asit oranında 5000C de üretilen aktif karbonda olduğu yapılan BET analizleri sonucunda görülmüştür. Karışımlardan üretilen aktif karbonlarda en yüksek yüzey alanı domates dalı esas alınarak üretilen aktif karbonda 1785 m2/g; çay atığına selüloz eklenen karışımda ise 1533 m2/g olarak bulunmuştur. Üretilen bütün aktif karbonlarda mezo gözenekliliğin baskın olduğu görülmüştür. Çalışmada aktif karbonların gözenek boyut dağılımları ve adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri yorumlanmıştır. Ayrıca saf hammaddelerin nem ve kül içerikleri bulunmuş, elementel, TGA ve FTIR analizleri ile üretilen aktif karbonların elementel, FTIR ve SEM analizleri yapılmış ve sonuçları değerlendirilmiştir.Şubat 2013, 138 sayfaAnahtar Kelimeler: Aktif karbon, lignin, selüloz, hemiselüloz, lignoselüloz, mikrodalga enerjisi, karbonizasyon, Çay Atığı