Ayçiçeği küspesinden karbon moleküler elek eldesi ve gaz adsorpsiyon potansiyelinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada yağ sanayi atığı olan kabuklu ayçiçek çekirdeği ekstraksiyon küspesinden ZnCl2 ve H3PO4 ajanları ile kimyasal aktivasyon sonucu aktif karbon elde edilmiş ve optimum koşullarda üretilen en yüksek mikro gözenek hacmine sahip aktif karbonlardan kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi kullanılarak karbon moleküler elek (CMS) üretimi gerçekleştirilmiştir. Karbon moleküler elek üretimini etkileyen faktör seviyeleri, N2 ve CO2 adsorpsiyon izotermlerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak Taguchi deney tasarım yöntemi ile optimize edilmiştir. Üretilen CMS’lerin 1 atm ve 0 ◦C’de CO2 adsorpsiyon kapasiteleri belirlenmiş, en yüksek adsorpsiyon kapasitesi ZCMS1 ve HCMS6 için sırasıyla 2,62 ve 1,73 mmol CO2/g CMS olarak hesaplanmıştır. ZCMS1 ve HCMS6 için etkin gözenek boyut aralığı sırasıyla 0,38-0,65 nm ve 0,50-0,60 nm, adsorpsiyon kapasitesine en fazla katkıda bulunan gözenek boyutu ise sırasıyla 0,60 ve 0,56 nm olarak belirlenmiştir. CMS’lerin adsorpsiyon kapasiteleri üzerinde gözenek özelliklerinin yanı sıra yüzey fonksiyonel gruplarının da etkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, activated carbon was produced from the byproduct of the oil industry, sunflower seed extracted meal, through chemical activation using either ZnCl2 and H3PO4 agents and carbon molecular sieve (CMS) production was carried out using chemical vapor deposition (CVD) from activated carbon with the highest micro pore volume produced under optimum conditions. Factor levels affecting the production of carbon molecular sieves (CMS) have been optimized by the Taguchi experiment design methodology using results from N2 and CO2 adsorption isotherms. The CO2 adsorption capacity of the produced CMSs at 1 atm and 0 ◦C was determined and the highest adsorption capacities for ZCMS1 and HCMS6 were calculated as 2.62 and 1.73 mmol CO2/g CMS, respectively. The effective pore size range for ZCMS1 and HCMS6 was determined to be 0.38-0.65 nm and 0.50-0.60 nm, respectively and the pore size which contributed most to the adsorption capacity was 0.60 and 0.56 nm, respectively. It has been found that the type of surface functional groups, are also effective on adsorption capacity of CMSs, as well as pore characteristics.