Theses supervised by Yrd. Doç. Dr. Nurcan Tuğrul
13 theses · Yıldız Technical University
Farklı bor ve çinko kaynaklarından ultrasonik yöntem ile çinko borat üretimi ve karakterizasyonu
Bor elementi doğada karbon ve benzeri başka elementler ile bileşik oluşturduğundan dolayı, bor mineralleri ve bileşikleri olarak bulunmaktadır. Endüstride yüksek saflıkta bor üretimi pahalı ve zorlu bir süreç ile gerçekleşmektedir. Bor mineralleri içerdikleri ana elementlerine bağlı olarak, kalsiyum boratlar, magnezyum boratlar, sodyum boratlar, sodyum-kalsiyum boratlar ve diğer boratlı bileşikler olmak üzere beş ana gruba ayrılırlar. Çinko boratlar doğal olarak bulunmamakla birlikte laboratuvar koşullarında sentezlenebilmektedir. Farklı tiplerdeki çinko boratlar, alev geciktirici ve korozyon azaltıcı olarak inorganik hidrate boratlarda kullanımı açısından önemlidir. Çinko ve bor oksit içeriklerine bağlı olarak bunların özellikleri çeşitlilik göstermekte ve plastik, kauçuk, seramik, boya, kablo, elektrik izolasyonu, ahşap uygulamaları, çimento ve farmasotik endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca çinko boratlar sentetik hidrate metal boratlar içinde de sınıflandırılabilir. Çinko borat, borik asit ve çinko oksitin sulu ortamda 70 °C' üzerinde aralarında oluşan reaksiyonla üretilir. Çinko borat (2ZnO•3B2O3•3,5•H2O) birçok çinko borat tipinden birisidir. Bu bileşik 290 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda hidratasyona uğrayan su gibi farklı bir içeriğe sahiptir. Bu termal stabilite çinko boratı, plastik ve kauçuklar için yüksek sıcaklık gerekli olan proseslerde alev geciktirici bir katkı olarak çekici kılmaktadır. Çinko borat ayrıca kaplama alanında anti korozif pigment olarak da kullanılmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında farklı çinko bileşikleri kullanılarak çeşitli bor kaynakları yeni bir yöntem olan ultrasonik yöntem kullanılarak reaksiyona sokulmuş ve reaksiyon sıcaklığının ve süresinin üretime olan etkileri incelenmiştir. Üretilen malzemeler sırası ile X-Işınları Kırınım (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FT-IR), Raman Spektroskopi teknikleri ile analiz edilecek ve son olarak yüzey morfolojileri ve tane büyüklükleri Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile belirlenmiştir. Gerçekleştirilen deneylerin sonucunda en verimli set, XRD sonuçları göz önüne alınarak en yüksek skorlu çinko boratın sentezlenmiş olduğu Set-3 olarak belirlenmiştir. 90°C 55 dakikada sentezlenen ürünün skoru 75, verimi %98 olarak elde edilmiştir. Sentezlenen çinko boratların için sentezin gerçekleşme süresi göz önüne alındığında en verimli set Set-4 olarak belirlenmiştir. Bu sette sentez süresi 55 dakikadan 40 dakikaya kadar düşürülmüştür. 90°C 40 dakikada sentezlenen ürünün skoru 66, verimi %98,70 olarak elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Çinko borat, borik asit, çinko oksit, ultrasonik
Zn5(CO3)2.(OH)6 ve ZnCl2'den ultrasonik yöntem ile yüksek verimli çinko borat üretimi
İnorganik yapıda hidratlı bir bileşik olan Çinko borat en çok alev geciktirici ve korozyon azaltıcı olarak kullanılmaktadır. Çinko boratların özellikleri içerdiği B2O3 ve Zn oranına bağlı olarak farklılık gösterebilmektedir. Ayrıca, çinko boratlar, seramik, kauçuk, plastik, boya endüstrilerinde, elektrik izolasyonu ve kablolarda, ahşap uygulamalarında, ilaç ve çimento endüstrilerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Çinko borat, H3BO3 ve ZnO'in sulu ortamda 70°C üzerinde oluşan tepkimeleri ile elde edilir. 2ZnO.3B2O3.H2O birçok çinko borat çeşidinden birisidir. Bu bileşik 290°C'den yüksek sıcaklıklarda hidratasyona uğrayan kararlı bir yapıya sahiptir. Bu termal kararlılık sayesinde çinko borat, plastik ve kauçuklar için yüksek sıcaklık gerektiren proseslerde alev geciktirici olarak kullanılmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında dört farklı hammadde ile çinko borat üretimi gerçekleştirilmiştir. Sentezler sırasında, çinko kaynağı olarak; çinko karbonat, çinko klorür, bor kaynağı olarak; borik asit, tinkalkonit ve boraks kullanılmıştır. Ardından ürünler sırası ile X-Işınları Kırınım (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FT-IR) ve Raman Spektroskopi cihazları ile analiz edilmiş, Taramalı Elektron Mikroskobu ile yüzey morfolojileri ve tane büyüklükleri saptanmıştır.
Farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin ağır metal iyonlarını adsorblama özelliklerinin farklı bağlayıcılar kullanılarak geliştirilmesi
Su, yaşamanın ve doğanın vazgeçilmez bir parçasıdır. Suya olan ihtiyacımız, endüstrileşme ve hızlı nüfus artışıyla daha da artmaktadır. Yeryüzünün ¾'ü suyla kaplı olmasına rağmen, kullanılabilir veya içilebilir su belirli özellikte ve kalitede olmalıdır. Suda ve çevresinde ağır metallerin bulunması canlı hayatını önemli ölçüde tehdit eder. Ağır metallerin sulardan giderilmesi ekolojik sistemin korunması açısından önem taşımaktadır. Bu amaçla, adsorpsiyon atıksuların arıtımı için etkili bir yöntemdir. Adsorpsiyon sürecinin ekonomisi adsorban maliyetine bağlıdır. Gerek adsorbanın üretimi gerekse işletme maliyetinin yüksek oluşu alternatif adsorban arayışını gündeme getirmiştir. Bu çalışmada; aynı anda iki atığın değerlendirilmesi amacıyla başka bir endüstriyel atığın atık suda değerlendirilmesi fikriyle hareket edilmiş ve endüstriyel atıklar adsorplama özellikleri açısından inceleme altına alınmıştır. Bu çalışmanın amacı; atık sularda bulunabilecek ağır metal iyonlarının çinko (Zn) ve kadmiyum (Cd) adsorpsiyonu için düşük maliyetli adsorban malzemesi olarak Türkiye'nin farklı termik santrallerinden (Çatalağzı, Orhaneli, Seyitömer, Tunçbilek) alınan uçucu küllerin, daha önce yapılan çalışmalardan farklı olarak, bağlayıcı (diatomit ve/veya pirinç kabuğu) katkısıyla peletlendikten sonra, kullanım imkânının araştırılmasıdır. Termik santrallerden alınan uçucu küllerden en iyi sonucu veren Seyitömer uçucu külünün karakterizasyonu yapılmıştır. Bu bölgelerden alınmış olan uçucu küllerin karakterizasyon deneyleri tamamlandıktan sonra adsorban malzemenin, yani uçucu küllerin yüzey alanını ve gözenekliliğini, dolayısıyla adsorbansını arttırmak amacıyla, uçucu küller bağlayıcı (diatomit, melas ve/veya pirinç kabuğu) ilave edilerek peletlenmiştir. Daha sonra hazırlanan bu peletler, dayanımlarının arttırılması amacıyla pişirilmiştir. Son aşamada adsorbans kapasitesini artırmak amacıyla çeşitli katkı maddeleri (endüstriyel atıklar) ilave edilerek peletlenmiş uçucu küllerin adsorpsiyon kapasiteleri belirlenerek ve bugüne kadar kullanılmış diğer adsorban malzemelerle adsorpsiyon kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Peletler adsorpsiyon deneylerinde kullanılarak deney boyunca belirli sürelerde atık sulardan alınan numunelerin elementel analizleri ICP-OES cihazında gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, pirinç kabuğu katkısıyla oluşturulan peletler olumlu sonuçlanmamış, pirinç kabukları yüksek sıcaklığa dayanamamış, erimişlerdir. Pelet pişirme sırasında uygulanan sıcaklık denemelerinde 950°C ve 1100°C sıcaklıkları pelet oluşumu açısından olumlu sonuçlanmamıştır. Yapılan sıcaklık denemeleri sonucunda optimum sıcaklık 1200°C bulunmuştur. Bundan sonraki çalışmalar peletlerin tutması açısından olumlu sonuçlanmıştır. Diatomit ve melas oranı değiştirilerek farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin kullanımı ile atık sulardan Zn ve Cd metalinin adsorplanabildiği gözlemlenmiştir. En optimum sonucu Seyitömer uçucu külü vermiştir. Yapılan 1. çalışmada Seyitömer numunelerinden 10 gr kadar alınıp, 0, 0,1 0,5 ve 1 g diatomit ve 0,25, 0,50, 0,75 ml oranlarında melastan oluşan karışımdan üretilen peletlerin, Zn adsorpsiyon oranının oldukça düşük (maksimum %28) olduğu görülmüştür. 2. çalışmada ise Seyitömer termik santrali uçucu külünden 10 g alınarak, 0, 0,1 0,5 ve 1 g diatomit ve farklı oranlarda (0,25; 0,50 ve 0,75 ml) melas kullanılarak üretilen peletlerin Cd metalini adsorpladığı oran %52 olduğu görülmüş ve ICP analiz sonuçlarına göre adsorplama işleminin, 1. çalışmaya göre daha başarılı olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Su ve çevre kirliliği, adsorpsiyon, ağır metaller, uçucu kül peletleme, diatomit, melas.
Farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin ağır metal iyonlarını adsorblama özelliklerinin farklı bağlayıcılar kullanılarak geliştirilmesi
Su, yaşamanın ve doğanın vazgeçilmez bir parçasıdır. Suya olan ihtiyacımız, endüstrileşme ve hızlı nüfus artışıyla daha da artmaktadır. Yeryüzünün ¾'ü suyla kaplı olmasına rağmen, kullanılabilir veya içilebilir su belirli özellikte ve kalitede olmalıdır. Suda ve çevresinde ağır metallerin bulunması canlı hayatını önemli ölçüde tehdit eder. Ağır metallerin sulardan giderilmesi ekolojik sistemin korunması açısından önem taşımaktadır. Bu amaçla, adsorpsiyon atıksuların arıtımı için etkili bir yöntemdir. Adsorpsiyon sürecinin ekonomisi adsorban maliyetine bağlıdır. Gerek adsorbanın üretimi gerekse işletme maliyetinin yüksek oluşu alternatif adsorban arayışını gündeme getirmiştir. Bu çalışmada; aynı anda iki atığın değerlendirilmesi amacıyla başka bir endüstriyel atığın atık suda değerlendirilmesi fikriyle hareket edilmiş ve endüstriyel atıklar adsorplama özellikleri açısından inceleme altına alınmıştır. Bu çalışmanın amacı; atık sularda bulunabilecek ağır metal iyonlarının çinko (Zn) ve kadmiyum (Cd) adsorpsiyonu için düşük maliyetli adsorban malzemesi olarak Türkiye'nin farklı termik santrallerinden (Çatalağzı, Orhaneli, Seyitömer, Tunçbilek) alınan uçucu küllerin, daha önce yapılan çalışmalardan farklı olarak, bağlayıcı (diatomit ve/veya pirinç kabuğu) katkısıyla peletlendikten sonra, kullanım imkânının araştırılmasıdır. Termik santrallerden alınan uçucu küllerden en iyi sonucu veren Seyitömer uçucu külünün karakterizasyonu yapılmıştır. Bu bölgelerden alınmış olan uçucu küllerin karakterizasyon deneyleri tamamlandıktan sonra adsorban malzemenin, yani uçucu küllerin yüzey alanını ve gözenekliliğini, dolayısıyla adsorbansını arttırmak amacıyla, uçucu küller bağlayıcı (diatomit, melas ve/veya pirinç kabuğu) ilave edilerek peletlenmiştir. Daha sonra hazırlanan bu peletler, dayanımlarının arttırılması amacıyla pişirilmiştir. Son aşamada adsorbans kapasitesini artırmak amacıyla çeşitli katkı maddeleri (endüstriyel atıklar) ilave edilerek peletlenmiş uçucu küllerin adsorpsiyon kapasiteleri belirlenerek ve bugüne kadar kullanılmış diğer adsorban malzemelerle adsorpsiyon kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Peletler adsorpsiyon deneylerinde kullanılarak deney boyunca belirli sürelerde atık sulardan alınan numunelerin elementel analizleri ICP-OES cihazında gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, pirinç kabuğu katkısıyla oluşturulan peletler olumlu sonuçlanmamış, pirinç kabukları yüksek sıcaklığa dayanamamış, erimişlerdir. Pelet pişirme sırasında uygulanan sıcaklık denemelerinde 950°C ve 1100°C sıcaklıkları pelet oluşumu açısından olumlu sonuçlanmamıştır. Yapılan sıcaklık denemeleri sonucunda optimum sıcaklık 1200°C bulunmuştur. Bundan sonraki çalışmalar peletlerin tutması açısından olumlu sonuçlanmıştır. Diatomit ve melas oranı değiştirilerek farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin kullanımı ile atık sulardan Zn ve Cd metalinin adsorplanabildiği gözlemlenmiştir. En optimum sonucu Seyitömer uçucu külü vermiştir. Yapılan 1. çalışmada Seyitömer numunelerinden 10 gr kadar alınıp, 0, 0,1 0,5 ve 1 g diatomit ve 0,25, 0,50, 0,75 ml oranlarında melastan oluşan karışımdan üretilen peletlerin, Zn adsorpsiyon oranının oldukça düşük (maksimum %28) olduğu görülmüştür. 2. çalışmada ise Seyitömer termik santrali uçucu külünden 10 g alınarak, 0, 0,1 0,5 ve 1 g diatomit ve farklı oranlarda (0,25; 0,50 ve 0,75 ml) melas kullanılarak üretilen peletlerin Cd metalini adsorpladığı oran %52 olduğu görülmüş ve ICP analiz sonuçlarına göre adsorplama işleminin, 1. çalışmaya göre daha başarılı olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Su ve çevre kirliliği, adsorpsiyon, ağır metaller, uçucu kül peletleme, diatomit, melas.
Farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin ağır metal iyonlarını adsorblama özelliklerinin farklı bağlayıcılar kullanılarak geliştirilmesi
Su, yaşamanın ve doğanın vazgeçilmez bir parçasıdır. Suya olan ihtiyacımız, endüstrileşme ve hızlı nüfus artışıyla daha da artmaktadır. Yeryüzünün ¾'ü suyla kaplı olmasına rağmen, kullanılabilir veya içilebilir su belirli özellikte ve kalitede olmalıdır. Suda ve çevresinde ağır metallerin bulunması canlı hayatını önemli ölçüde tehdit eder. Ağır metallerin sulardan giderilmesi ekolojik sistemin korunması açısından önem taşımaktadır. Bu amaçla, adsorpsiyon atıksuların arıtımı için etkili bir yöntemdir. Adsorpsiyon sürecinin ekonomisi adsorban maliyetine bağlıdır. Gerek adsorbanın üretimi gerekse işletme maliyetinin yüksek oluşu alternatif adsorban arayışını gündeme getirmiştir. Bu çalışmada; aynı anda iki atığın değerlendirilmesi amacıyla başka bir endüstriyel atığın atık suda değerlendirilmesi fikriyle hareket edilmiş ve endüstriyel atıklar adsorplama özellikleri açısından inceleme altına alınmıştır. Bu çalışmanın amacı; atık sularda bulunabilecek ağır metal iyonlarının çinko (Zn) ve kadmiyum (Cd) adsorpsiyonu için düşük maliyetli adsorban malzemesi olarak Türkiye'nin farklı termik santrallerinden (Çatalağzı, Orhaneli, Seyitömer, Tunçbilek) alınan uçucu küllerin, daha önce yapılan çalışmalardan farklı olarak, bağlayıcı (diatomit ve/veya pirinç kabuğu) katkısıyla peletlendikten sonra, kullanım imkânının araştırılmasıdır. Termik santrallerden alınan uçucu küllerden en iyi sonucu veren Seyitömer uçucu külünün karakterizasyonu yapılmıştır. Bu bölgelerden alınmış olan uçucu küllerin karakterizasyon deneyleri tamamlandıktan sonra adsorban malzemenin, yani uçucu küllerin yüzey alanını ve gözenekliliğini, dolayısıyla adsorbansını arttırmak amacıyla, uçucu küller bağlayıcı (diatomit, melas ve/veya pirinç kabuğu) ilave edilerek peletlenmiştir. Daha sonra hazırlanan bu peletler, dayanımlarının arttırılması amacıyla pişirilmiştir. Son aşamada adsorbans kapasitesini artırmak amacıyla çeşitli katkı maddeleri (endüstriyel atıklar) ilave edilerek peletlenmiş uçucu küllerin adsorpsiyon kapasiteleri belirlenerek ve bugüne kadar kullanılmış diğer adsorban malzemelerle adsorpsiyon kapasiteleri karşılaştırılmıştır. Peletler adsorpsiyon deneylerinde kullanılarak deney boyunca belirli sürelerde atık sulardan alınan numunelerin elementel analizleri ICP-OES cihazında gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, pirinç kabuğu katkısıyla oluşturulan peletler olumlu sonuçlanmamış, pirinç kabukları yüksek sıcaklığa dayanamamış, erimişlerdir. Pelet pişirme sırasında uygulanan sıcaklık denemelerinde 950°C ve 1100°C sıcaklıkları pelet oluşumu açısından olumlu sonuçlanmamıştır. Yapılan sıcaklık denemeleri sonucunda optimum sıcaklık 1200°C bulunmuştur. Bundan sonraki çalışmalar peletlerin tutması açısından olumlu sonuçlanmıştır. Diatomit ve melas oranı değiştirilerek farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin kullanımı ile atık sulardan Zn ve Cd metalinin adsorplanabildiği gözlemlenmiştir. En optimum sonucu Seyitömer uçucu külü vermiştir. Yapılan 1. çalışmada Seyitömer numunelerinden 10 gr kadar alınıp, 0, 0,1 0,5 ve 1 g diatomit ve 0,25, 0,50, 0,75 ml oranlarında melastan oluşan karışımdan üretilen peletlerin, Zn adsorpsiyon oranının oldukça düşük (maksimum %28) olduğu görülmüştür. 2. çalışmada ise Seyitömer termik santrali uçucu külünden 10 g alınarak, 0, 0,1 0,5 ve 1 g diatomit ve farklı oranlarda (0,25; 0,50 ve 0,75 ml) melas kullanılarak üretilen peletlerin Cd metalini adsorpladığı oran %52 olduğu görülmüş ve ICP analiz sonuçlarına göre adsorplama işleminin, 1. çalışmaya göre daha başarılı olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Su ve çevre kirliliği, adsorpsiyon, ağır metaller, uçucu kül peletleme, diatomit, melas.
Çeşitli meyve kabuklarından biyochar üretim yöntemlerinin geliştirilmesi
Atık sulardan organik ve inorganik içerikli kirliliklerin konsantrasyonunu hızlı bir şekilde düşürmek amacıyla adsorpsiyon ekonomik ve kullanışlı bir yöntemdir. Mekanik dayanım, düşük seçicilik, hızlı adsorpsiyon kinetiği ve yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle aktif karbonlar atık sulardan ağır metal, boya giderimi gibi amaçlarla kullanılan en popüler adsorbanlardan biridir. Ancak aktif karbonun maliyeti nispeten pahalıdır. Bu nedenle atık sulardan safsızlık gideriminde adsorban olarak kullanılmak üzere doğal malzemelerden elde edilen ve maliyet düşürücü adsorban üretimi amacıyla çalışmalar yürütülmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları ve daha düşük maliyetli metodlar kullanarak aktif karbon elde edilmesi üzerine pek çok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalardan bir tanesi de, tarım ve endüstriyel atıklar kullanılarak aktif karbon üretimi üzerinedir. Lignin, makro-alg, kahve pres keki, palmiye kabuğu, pirinç kabuğu, meyve –sebze kökenli atıkları (fındık kabuğu, meyve çekirdeği gibi) gibi tüm karbon içerikli lignoselülozik tarımsal atıklardan aktif karbon üretilebilir. Ayrıca düşük maliyetli aktif karbon üretmek için piroliz yerine mikrodalga işlemi kullanılarak yapılan çalışmalarda, mikrodalga işleminin yüksek ısıtma hızı, kontrol edilebilir ve seçimli ısıtma, enerji ve zaman tasarrufu gibi pek çok avantaja sahip bir yöntem olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada, , atık meyve kabukları ve mikrodalga ön işlemi kullanılarak elde edilen düşük maliyetli aktif karbonlar ile atık sulardan çinko metalinin giderimi amaçlanmıştır. Sabit güçte ve farklı sürelerde mikrodalga işlemine tabi tutulmuş portakal, nar ve ananas kabuklarının kimyasal aktivasyonu ZnCl2 ve H2SO4 ile gerçekleştirilmiş; daha sonra elde edilen aktif karbonlar adsorpsiyon deneylerinde kullanılmıştır. Referans madde olarak sadece kimyasal aktivasyon ile elde edilen aktif karbonlar kullanılmıştır. Mikrodalga ön işleminde her bir farklı süre için ihmal edilemeyecek ve birbirinden farklı ağırlık kayıpları gözlemlenmesine rağmen aktif karbonların adsorpsiyon kapasiteleri birbirlerine ve referans maddeye çok yakındır. 40 ppm Zn çözeltisinin %94 oranında giderimi ile P-800-4-H2SO4 en iyi adsorplama kapasitesine sahip ürün olmuştur.
Çeşitli meyve kabuklarından biyochar üretim yöntemlerinin geliştirilmesi
Atık sulardan organik ve inorganik içerikli kirliliklerin konsantrasyonunu hızlı bir şekilde düşürmek amacıyla adsorpsiyon ekonomik ve kullanışlı bir yöntemdir. Mekanik dayanım, düşük seçicilik, hızlı adsorpsiyon kinetiği ve yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle aktif karbonlar atık sulardan ağır metal, boya giderimi gibi amaçlarla kullanılan en popüler adsorbanlardan biridir. Ancak aktif karbonun maliyeti nispeten pahalıdır. Bu nedenle atık sulardan safsızlık gideriminde adsorban olarak kullanılmak üzere doğal malzemelerden elde edilen ve maliyet düşürücü adsorban üretimi amacıyla çalışmalar yürütülmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları ve daha düşük maliyetli metodlar kullanarak aktif karbon elde edilmesi üzerine pek çok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalardan bir tanesi de, tarım ve endüstriyel atıklar kullanılarak aktif karbon üretimi üzerinedir. Lignin, makro-alg, kahve pres keki, palmiye kabuğu, pirinç kabuğu, meyve –sebze kökenli atıkları (fındık kabuğu, meyve çekirdeği gibi) gibi tüm karbon içerikli lignoselülozik tarımsal atıklardan aktif karbon üretilebilir. Ayrıca düşük maliyetli aktif karbon üretmek için piroliz yerine mikrodalga işlemi kullanılarak yapılan çalışmalarda, mikrodalga işleminin yüksek ısıtma hızı, kontrol edilebilir ve seçimli ısıtma, enerji ve zaman tasarrufu gibi pek çok avantaja sahip bir yöntem olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada, , atık meyve kabukları ve mikrodalga ön işlemi kullanılarak elde edilen düşük maliyetli aktif karbonlar ile atık sulardan çinko metalinin giderimi amaçlanmıştır. Sabit güçte ve farklı sürelerde mikrodalga işlemine tabi tutulmuş portakal, nar ve ananas kabuklarının kimyasal aktivasyonu ZnCl2 ve H2SO4 ile gerçekleştirilmiş; daha sonra elde edilen aktif karbonlar adsorpsiyon deneylerinde kullanılmıştır. Referans madde olarak sadece kimyasal aktivasyon ile elde edilen aktif karbonlar kullanılmıştır. Mikrodalga ön işleminde her bir farklı süre için ihmal edilemeyecek ve birbirinden farklı ağırlık kayıpları gözlemlenmesine rağmen aktif karbonların adsorpsiyon kapasiteleri birbirlerine ve referans maddeye çok yakındır. 40 ppm Zn çözeltisinin %94 oranında giderimi ile P-800-4-H2SO4 en iyi adsorplama kapasitesine sahip ürün olmuştur.
Çeşitli meyve kabuklarından biyochar üretim yöntemlerinin geliştirilmesi
Atık sulardan organik ve inorganik içerikli kirliliklerin konsantrasyonunu hızlı bir şekilde düşürmek amacıyla adsorpsiyon ekonomik ve kullanışlı bir yöntemdir. Mekanik dayanım, düşük seçicilik, hızlı adsorpsiyon kinetiği ve yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle aktif karbonlar atık sulardan ağır metal, boya giderimi gibi amaçlarla kullanılan en popüler adsorbanlardan biridir. Ancak aktif karbonun maliyeti nispeten pahalıdır. Bu nedenle atık sulardan safsızlık gideriminde adsorban olarak kullanılmak üzere doğal malzemelerden elde edilen ve maliyet düşürücü adsorban üretimi amacıyla çalışmalar yürütülmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları ve daha düşük maliyetli metodlar kullanarak aktif karbon elde edilmesi üzerine pek çok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalardan bir tanesi de, tarım ve endüstriyel atıklar kullanılarak aktif karbon üretimi üzerinedir. Lignin, makro-alg, kahve pres keki, palmiye kabuğu, pirinç kabuğu, meyve –sebze kökenli atıkları (fındık kabuğu, meyve çekirdeği gibi) gibi tüm karbon içerikli lignoselülozik tarımsal atıklardan aktif karbon üretilebilir. Ayrıca düşük maliyetli aktif karbon üretmek için piroliz yerine mikrodalga işlemi kullanılarak yapılan çalışmalarda, mikrodalga işleminin yüksek ısıtma hızı, kontrol edilebilir ve seçimli ısıtma, enerji ve zaman tasarrufu gibi pek çok avantaja sahip bir yöntem olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada, , atık meyve kabukları ve mikrodalga ön işlemi kullanılarak elde edilen düşük maliyetli aktif karbonlar ile atık sulardan çinko metalinin giderimi amaçlanmıştır. Sabit güçte ve farklı sürelerde mikrodalga işlemine tabi tutulmuş portakal, nar ve ananas kabuklarının kimyasal aktivasyonu ZnCl2 ve H2SO4 ile gerçekleştirilmiş; daha sonra elde edilen aktif karbonlar adsorpsiyon deneylerinde kullanılmıştır. Referans madde olarak sadece kimyasal aktivasyon ile elde edilen aktif karbonlar kullanılmıştır. Mikrodalga ön işleminde her bir farklı süre için ihmal edilemeyecek ve birbirinden farklı ağırlık kayıpları gözlemlenmesine rağmen aktif karbonların adsorpsiyon kapasiteleri birbirlerine ve referans maddeye çok yakındır. 40 ppm Zn çözeltisinin %94 oranında giderimi ile P-800-4-H2SO4 en iyi adsorplama kapasitesine sahip ürün olmuştur.
Farklı kaynaklardan üretilmiş hidroksiapatit ve antibiyotik katkısının kemik çimentosunun dayanımına etkisinin incelenmesi
Kemik çimentoları yıllardır ortopedide kırık kemiğe destek amaçlı ve implantta kullanılan vidaların kemiğe tutunmasını güçlendirmek amaçlı kullanılan bir biyomalzemedir. Bu çalışmada polimetilmetakrilattan üretilen akrilik bazlı kemik çimentosu farklı hammaddelerden üretilmiş ve bu çimentolara farklı oranlarda antibiyotik eklenerek bu katkı maddelerinin mekanik dayanım üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma için öncelikle biyo uyumlu katkı malzemesi olarak kullanılacak olan hidroksiapatit üretilmiştir. Hidroksiapatit üretimiminde Ca(OH)2 ve öğütülmüş deniz kabukları hammadde olarak kullanılmış ve her iki hammadde ile üretilen hidroksiapatitler XRD (X-Işını Difraksiyon Cihazı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve FT-IR(Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Faklı kaynaklardan üretilen hidroksiapatitler kemik çimentosu üretiminde katkı malzemesi olarak kullanılmıştır. Bunun yanısıra en iyi sonucu veren kemik çimentolarının hidroksiapatit katkı oranları esas alınarak optimum koşullarda üretilen kemik çimentolarına antibiyotik eklenmiş ve numuneler XRD (X-Işını Difraksiyon Cihazı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve FT-IR(Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Daha sonra her bir numune için basma testi sonuçları ve polimerizasyon sırasındaki sıcaklık değişimleri incelenmiş ve katkı maddelerinin mekanik dayanım ve sıcaklık değişimi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Sonuç olarak farklı kaynaklardan hidroksiapatitlerin ve kemik çimentosunun başarıyla üretildiği, belirli oranda hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun basma mukavemetini arttırdığı ve polimerizasyon sıcaklığını düşürdüğü gözlenmiştir.Antibiyotik katkısının ise polimerizasyon sıcaklığını düşürdüğü ancak deniz kabuğundan üretilen hidroksiapatit katkılı kemik çimentosuna eklendiğinde polimerizasyonu engellediği gözlemlenmiştir. Aynı zamanda belli oranların üzerinde antibiyotik katkısınınmekanik dayanım üzerinde olumsuz etkisi olduğu da sonuçlar arasındadır.
Farklı kaynaklardan üretilmiş hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun dayanımına etkisinin incelenmesi
Polimetilmetakrilat bazlı akrilik kemik çimentoları, ortopedik uygulamalarda protezin kemiğe sabitlenmesinde kullanılan en yaygın malzemedir. Bu çalışmada, farklı kaynaklardan üretilen hidroksiapatitlerin kemik çimentosu yapısına katılması ile yüksek mukavemete ve düşük polimerizasyon sıcaklığına sahip kemik çimentolarının üretimi hedeflenmiştir. Hidroksiapatit üretiminde, farklı kalsiyum (Ca2+) kaynaklarının ve farklı yaşlandırma sürelerinin (4, 24, 48 ve 72 saat) hidroksiapatit verimi üzerine etkisi incelenmiş, bu koşullarla üretilen hidroksiapatitlerin kemik çimentosunun basma mukavemetine etkisi araştırılmıştır. Farklı kaynaklardan farklı yaşlandırma süreleri ile üretilen hidroksiapatitler XRD (X-Işını Difraksiyon Cihazı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Elde edilen hidroksiapatitler farklı oranlarda akrilik kemik çimentolarının üretiminde katkı olarak kullanılmıştır. Üretilen kemik çimentolarının karakterizasyonu XRD (X-Işını Kırınımı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM), FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) ve TG/DTA (Diferansiyel Termal Gravimetrik Analiz) teknikleri ile yapılmıştır. Hidroksiapatit katkılı kemik çimentolarının dayanımları basma testleri ile belirlenmiş, polimerizasyon sırasında ulaştığı maksimum sıcaklıklar ölçülmüştür. Sonuç olarak farklı kaynaklardan hidroksiapatitlerin ve kemik çimentosunun başarıyla üretildiği, belirli oranda hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun basma mukavemetini arttırdığı ve polimerizasyon sıcaklığını düşürdüğü gözlenmiştir.
Farklı kaynaklardan üretilmiş hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun dayanımına etkisinin incelenmesi
Polimetilmetakrilat bazlı akrilik kemik çimentoları, ortopedik uygulamalarda protezin kemiğe sabitlenmesinde kullanılan en yaygın malzemedir. Bu çalışmada, farklı kaynaklardan üretilen hidroksiapatitlerin kemik çimentosu yapısına katılması ile yüksek mukavemete ve düşük polimerizasyon sıcaklığına sahip kemik çimentolarının üretimi hedeflenmiştir. Hidroksiapatit üretiminde, farklı kalsiyum (Ca2+) kaynaklarının ve farklı yaşlandırma sürelerinin (4, 24, 48 ve 72 saat) hidroksiapatit verimi üzerine etkisi incelenmiş, bu koşullarla üretilen hidroksiapatitlerin kemik çimentosunun basma mukavemetine etkisi araştırılmıştır. Farklı kaynaklardan farklı yaşlandırma süreleri ile üretilen hidroksiapatitler XRD (X-Işını Difraksiyon Cihazı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Elde edilen hidroksiapatitler farklı oranlarda akrilik kemik çimentolarının üretiminde katkı olarak kullanılmıştır. Üretilen kemik çimentolarının karakterizasyonu XRD (X-Işını Kırınımı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM), FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) ve TG/DTA (Diferansiyel Termal Gravimetrik Analiz) teknikleri ile yapılmıştır. Hidroksiapatit katkılı kemik çimentolarının dayanımları basma testleri ile belirlenmiş, polimerizasyon sırasında ulaştığı maksimum sıcaklıklar ölçülmüştür. Sonuç olarak farklı kaynaklardan hidroksiapatitlerin ve kemik çimentosunun başarıyla üretildiği, belirli oranda hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun basma mukavemetini arttırdığı ve polimerizasyon sıcaklığını düşürdüğü gözlenmiştir.
Farklı kaynaklardan üretilmiş hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun dayanımına etkisinin incelenmesi
Polimetilmetakrilat bazlı akrilik kemik çimentoları, ortopedik uygulamalarda protezin kemiğe sabitlenmesinde kullanılan en yaygın malzemedir. Bu çalışmada, farklı kaynaklardan üretilen hidroksiapatitlerin kemik çimentosu yapısına katılması ile yüksek mukavemete ve düşük polimerizasyon sıcaklığına sahip kemik çimentolarının üretimi hedeflenmiştir. Hidroksiapatit üretiminde, farklı kalsiyum (Ca2+) kaynaklarının ve farklı yaşlandırma sürelerinin (4, 24, 48 ve 72 saat) hidroksiapatit verimi üzerine etkisi incelenmiş, bu koşullarla üretilen hidroksiapatitlerin kemik çimentosunun basma mukavemetine etkisi araştırılmıştır. Farklı kaynaklardan farklı yaşlandırma süreleri ile üretilen hidroksiapatitler XRD (X-Işını Difraksiyon Cihazı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) ve FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Elde edilen hidroksiapatitler farklı oranlarda akrilik kemik çimentolarının üretiminde katkı olarak kullanılmıştır. Üretilen kemik çimentolarının karakterizasyonu XRD (X-Işını Kırınımı), Taramalı Elektron Mikroskop (SEM), FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi) ve TG/DTA (Diferansiyel Termal Gravimetrik Analiz) teknikleri ile yapılmıştır. Hidroksiapatit katkılı kemik çimentolarının dayanımları basma testleri ile belirlenmiş, polimerizasyon sırasında ulaştığı maksimum sıcaklıklar ölçülmüştür. Sonuç olarak farklı kaynaklardan hidroksiapatitlerin ve kemik çimentosunun başarıyla üretildiği, belirli oranda hidroksiapatit katkısının kemik çimentosunun basma mukavemetini arttırdığı ve polimerizasyon sıcaklığını düşürdüğü gözlenmiştir.
Farklı bölgelerden alınan uçucu küllerin ağır metal iyonlarının adsorbansında kullanımının geliştirilmesi
Uçucu kül termik santrallerde açığa çıkan önemli bir atık olup, kullanılan kömürün yanması nedeniyle baca tarafından çekilen gazlarla birlikte yukarıya sürüklenen çok ince parçacıklar olarak tanımlanmaktadır. Dünya'da ortaya çıkan uçucu kül miktarı yılda 600 milyon ton civarındadır. Dünya'da üretilen toplam uçucu külün % 25'den daha azı değerlendirilmektedir. Ülkemizde son yıllarda artan enerji ihtiyacı termik santrallerin yaygınlaşmasını kaçınılmaz hale getirmiştir. Türkiye'de faaliyet gösteren termik santrallerde yaklaşık olarak yılda 13 milyon ton uçucu kül elde edilmektedir. Bu miktarın önümüzdeki yıllarda enerji tüketimine bağlı olarak daha da artacağı düşünülmektedir. Ülkemizde 2020 yılına kadar yılda 50 milyon ton atık külün ortaya çıkması beklenmektedir. Termik santrallerden açığa çıkan atıkların, önemli çevre sorunları yarattığı bilinmektedir. Bu atıkların inşaat sektöründe, özellikle beton ve çimento üretiminde değerlendirilmesi çevresel, teknik ve ekonomik yönden büyük faydalar sağlamaktadır. Ancak ortaya çıkacak uçucu kül hacmi çok büyük olduğundan, ilave kullanım alanlarının uygulamaya geçirilmesi son derece önemlidir.Bu çalışmanın amacı; atık sularda bulunabilecek ağır metal iyonlarının adsorpsiyonu için düşük maliyetli adsorban malzemesi olarak Türkiye'nin farklı bölgelerinden alınan uçucu küllerin, bağlayıcı (bentonit, üleksit ve melas çözeltisi) katkısıyla peletlendikten sonra, atık sulardan ağır metallerin adsorplanmasında kullanılabilirliğinin incelenmesidir. Öncelikle, farklı bölgelerden alınmış olan uçucu küllerin (Orhaneli, Çatalağzı) karakterizasyon çalışmaları için, X-Işını Difraktometresi (XRD), X-Işınları Fluoresans Spektrometresi (XRF), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometresi (FT-IR), morfolojik açıdan hammadelerin incelenmesi için, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), ve yüzey alanı analizi için Brauner-Emmett-Teller (BET) analizleri, elek analizi, serbest CaO (%) tayini, nem tayini (%) ve kızdırma kaybı tayini (%) uygulanmıştır. Daha sonra, uçucu küller farklı oranlarda bağlayıcılar olarak bentonit (% 0-10, uçucu kül miktarı üzerinden, ağ/ağ), üleksit (% 0-10, uçucu kül miktarı üzerinden, ağ/ağ) ve melas çözeltisi (0-0.75 ml; Melas : Saf su = 1 : 1) ilave edilerek peletlenmiştir. Daha sonra bu peletler çinko (Zn) ve kurşun (Pb) ağır metallerinin adsorpsiyon deneylerinde kullanılmış ve deney boyunca 30-150 dakika aralığında atık sulardan alınan numunelerin elementel analizleri gerçekleştirilmiştir.Uçucu kül türü, bentonit miktarı, üleksit miktarı, melas miktarı, süre, pelet tipi (küresel, silindirik), ağır metal türü, pH ve konsantrasyon gibi deney parametrelerinin adsorpsiyon verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Küresel peletlerin çinko ve kurşunu adsorplamada yetersiz kaldıkları görülmüştür. Silindirik peletler kullanıldığı durumda, Zn adsorpsiyon verimi için optimum nokta, Orhaneli uçucu külünden yapılan peletler için; Orhaneli uçucu külü (10 gr), bentonit (% 0, uçucu kül miktarı üzerinden, ağ/ağ) ve melas (0.25 ml); Çatalağzı uçucu külünden yapılan peletler için; Çatalağzı uçucu külü (10 gr), bentonit (% 1, uçucu kül miktarı üzerinden, ağ/ağ) , melas (0.50 ml) dır. Pb adsorpsiyon verimi için optimum nokta, Orhaneli uçucu külünden yapılan peletler için; Orhaneli uçucu külü (10 gr), bentonit (% 1, uçucu kül miktarı üzerinden, ağ/ağ) ve melas (0.50 ml), Çatalağzı uçucu külünden yapılan peletler için; Çatalağzı uçucu külü (10 gr), bentonit (% 1, uçucu kül miktarı üzerinden, ağ/ağ), melas (0.25 ml) dır. Sonuç olarak, termik santral atığı olan uçucu küllerin, şeker sanayi atığı olan melas ve diğer bağlayıcılarla farklı yöntemlerle peletlenerek, ağır metallerin atık sudan adsorpsiyonunda adsorban malzeme olarak kullanılabileceği ve atıkların bu sayede değerlendirilebileceği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Uçucu kül, ağır metal, bağlayıcı, peletleme, adsorpsiyon