Kamıştan (phragmites australis) hızlı mikrodalga destekli piroliz işlemiyle aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tezde, kamıştan (Phragmites australis) hızlı mikrodalga destekli piroliz yöntemi ile aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Tezin amacı; uygun yüzey alanına, uygun gözenekliliğe ve maksimum adsorplama kapasitesine sahip aktif karbon elde etmektir. Konvansiyonel (yavaş) piroliz yöntemine göre zamandan tasarruf sağlayan bir yöntem olan hızlı pirolizin gerçekleşmesi amacıyla laboratuvar ortamında 2,45 GHz’lik mikrodalga fırını ile hızlı piroliz sistemi kurulmuştur. Kamışı aktifleştirmek için farklı konsantrasyonlarda o-fosforik asit çözeltileri (% 30, % 40, % 50, % 60’lık) kullanılmıştır. Aktifleşmiş kamış numunelerine 350 ve 450 watt’lık mikrodalga fırın güçlerinde 10, 15, 20 ve 30 dakika sürelerinde hızlı piroliz işlemi uygulanmıştır. Aktif karbonların karakterizasyonlarını belirlemek amacıyla BET, FT-IR, XRD ve SEM ile analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda en iyi sonuç 300 watt’lık fırın gücünde, 20 dakikada, % 40’lık o-fosforik asit ile aktifleştirilmiş numunenin hızlı pirolizinden elde edilmiştir. Optimum koşullarda elde edilen en iyi aktif karbon örneğinin BET yüzey alanı ise 1096,90 m2/g olarak belirlenmiştir.

In this thesis, active carbon produced by fast pyrolysis method and the efficiency of this carbon was studied by using reed (Phragmites australis). Purpose of thesis is obtaining active carbon which has good pore distribution, maximum adsorption feature and wide surface using by area. And to provide this production with a microwave oven system that can be carried out faster and in less time rather than a conventional (slow) pyrolysis system. In order to perform the pyrolysis process with the microwave oven, a rapid pyrolysis system was installed with the 2,45 GHz microwave oven in the laboratory environment. In this thesis, o-phosphoric acid asit (% 30, % 40, % 50 and % 60) was prefered to activate raw material. The pyrolysis was performed for activated reed samples at 10, 15, 20 and 30 minutes with 350 watt and 450 watt power values. Analyzes were carried out with BET, FT-IR, XRD and SEM to determine the characterization of activated carbons. In this study, the best result was obtained from the rapid pyrolysis of the sample activated with % 40 o-phosphoric acid in 20 minutes under 300 watt power. BET surface area of 1096,90 m2/g was determined as the best active carbon sample obtained under optimum conditions.