Üzüm küspesinden aktif karbon üretimi ve bakır gideriminde kullanılması

Abstract

Bu çalışmada; üzüm küspesinin fosforik asit ile kimyasal aktivasyonu sonucu aktif karbon üretilmiştir. Emdirme oranı (1:1, 2:1, 3:1, 5:1) ve karbonizasyon sıcaklığı (400, 500,600°C) gibi süreç değişkenlerinin üretilen aktif karbonun gözenek hacmi, BET yüzey alanı, ortalama gözenek çapı ve gözenek boyut dağılımı gibi dokusal özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. En yüksek yüzey alanına sahip (1455 m2/g) aktif karbon, 400 oC ve 5:1 emdirme oranında üretilmiştir. Üretilen aktif karbonlar çözeltiden bakır gideriminde kullanılmış, çeşitli koşullar altında (pH, sıcaklık, adsorban dozu, temas suresi, bakır derişimleri) adsorpsiyon özellikleri incelenmiş ve adsorpsiyon süreci için en uygun şartlar belirlenmiştir. Çalışmada adsorpsiyon kinetiği ve izoterm parametreleri incelenmiştir. Bakır adsorpsiyon kinetiği sözde ikinci mertebe eşitliğine ve denge izotermleri Langmuir eşitliğine uymaktadır. Adsorpsiyon mekanizmasının açıkça değerlendirilmesi için parçacık içi difüzyon modeli kullanılmıştır. Sözde II. mertebeden hız ifadesinin korelasyon katsayısı ile karşılaştırıldığında parçacık içi difüzyon modelinin ana hız kontrol basamağı olmadığını söyleyebiliriz.Bu çalışma, üzüm küspesinin H3PO4 ile aktivasyonunun özellikle mikro gözenekli aktif karbon üretimi için uygun olduğunu göstermiştir.

In this study, activated carbon was prepared from grape bagasse by chemical activation with H3PO4. The effects of process variables such as carbonization temperature (400,500, 600 oC) and impregnation ratio (1:1, 2:1, 3:1, 5:1) on the pore volume, BET surface area, average pore size and pore size distribution of the prepared activated carbons were investigated. Specific surface area of the activated carbon was maximum (about 1455 m2/g) at 400 oC and at an impregnation ratio of 5:1. The resulting activated carbon was used for removal of copper from aqueous solution and the adsorption properties have been investigated under various conditions (pH, temperature, adsorbent dosage, contact time, copper concentrations) and optimum conditions for the adsorption have been determined. Adsorption kinetics and isotherms were also examined in the study. Copper adsorption kinetics was in agreement with the pseudo second order equation and equilibrium isotherms were in agreement with Langmuir equation. To evaluate the adsorption mechanism clearly, the intraparticle diffusion model is used in the experiments. The intraparticle diffusion model results show that the intraparticle diffusion is not the only rate controlling step. This study showed that the H3PO4 activation of grape bagasse was suitable for the preparation of activated carbon which is essentially microporous.