ATIK SULARDAN FENOLÜN GİDERİLMESİNDE ŞEKER PANCARI KÜSPESİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KARBONUN KULLANILMASI

Abstract

Yüksek Lisans Tezi ATIK SULARDAN FENOLÜN GİDERİLMESİNDE ŞEKER PANCARI KÜSPESİNDEN ELDE EDİLEN AKTİF KARBONUN KULLANILMASI Handan ÇİÇEK Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı 2005, Sayfa: 97 Bu çalışmada; fenolün, sülfürik asitle dehidrate edilen şeker pancarı küspesinden elde edilen aktif karbon ve şeker pancarı küspesinin 600 "C'de 1.5 saatte 1 L/dak. akım hızındaki N2 gazı atmosferinde karbonizasyonuyla elde edilen aktif karbon ile adsorpsiyonu, kesikli karıştırman kapta başlangıç pH'sı, başlangıç fenol derişimi, sıcaklık, partikül boyutu ve adsorbent dozunun fonksiyonu olarak incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında optimum pH çalışmaları gerçekleştirilmiş ve optimum pH değerleri sülfürik asitle dehidrate edilen şeker pancarı küspesi ve şeker pancarı küspesinin karbonizasyonundan elde edilen aktif karbonlar için sırasıyla 8.0 ve 6.0 olarak belirlenmiştir. Daha sonra başlangıç fenol derişiminin adsorpsiyon hız ve kapasitesine etkisi 25 mg/L ile 500 mg/L arasında değişen konsantrasyonlarda optimum pH değerlerinde 25 - 50 °C arasında incelenmiştir. En yüksek adsorpsiyon hızı ve kapasite değerleri 60 °C'de elde edilmiştir. Aktif karbon dozunun etkisi, adsorbent derişiminin 0.5 - 2 g/L aralığında değiştirilmesiyle incelenmiş ve adsorbent dozunun artmasıyla adsorpsiyon veriminin de arttığı gözlenilmiştir. Adsorpsiyon çalışmalarında şeker pancarı küspesinin karbonizasyonundan elde edilen aktif karbona partikül boyutunun etkisi 0.34 - 0,60 mm arası, 0.150 - 0.075 mm arası ve 0.075 mm küçük olmak üzere üç farklı boyut aralığında incelenmiş ve partikül boyutunun küçülmesi adsorpsiyon hızını arttırdığı gözlenmiştir. Her adsorpsiyon türü için Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izotermleri elde edilmiş ve bu izotermlerden yararlanarak adsorpsiyon sabitleri hesaplanmıştır. Fenolün şeker pancarı küspesinden elde edilen aktif karbon ve şeker pancarı küspesinin karbonizasyonundan elde edilen aktif karbona adsorpsiyonu prosesinin termodinamik parametreleri (AH°, AS°, AG°) farklı sıcaklık değerlerinde hesaplanmıştır. Entalpi değişimlerininpozitif oluşu prosesin endotermik olduğunu, Gibbs serbest enerji değişimlerinin negatif işaretli oluşu prosesin kendiliğinden oluştuğunu göstermektedir. Hesaplanan AG" değerlerinin mutlak değerlerininde sıcaklıkla arttığı belirlenmiştir. Elde edilen aktif karbon örnekler ile fenol adsorpsiyonunda elde edilen sonuçlar I. ve II. dereceden pseudo kinetik modellere uygulanmış ve sülfürik asitle dehidrate edilen şeker pancarı küspesinden elde edilen aktif karbonla fenol adsorpsiyon prosesinin II. mertebeden pseudo kinetik modele daha çok uyduğu, şeker pancarı küspesinin karbonizasyonundan elde edilen aktif karbonla fenol adsorpsiyon prosesinin ise I. mertebeden pseudo kinetik modele uyduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fenol, Adsorpsiyon, Aktif karbon, Kinetik modeller, Adsorpsiyon izotermleri, Termodinamik parametreler, Pancar küspesi karbonizasyonu. XI