Atık biyokütleden elde edilen aktif karbonun metilen mavisi adsorpsiyonunda kullanımı

Aktif karbon geçmişi çok eskilere dayanan, kullanımı gittikçe artan ve adsorpsiyon amacıyla kullanılan bir maddedir. Aktif karbon; yüksek karbon içeriğine sahip maddelere uygulanan aktivasyon prosesi ile yüzey alanı ve gözenek hacmi oldukça geliştirilmiş adsorban malzeme olarak tanımlanabilmektedir. Hammadde, hazırlanması düşünülen aktif karbon özelliklerini belirleyen en önemli etkenlerden birisidir. Aktif karbon üretiminde kullanılacak hammadde için bir sınırlama olmamasına rağmen, düşük inorganik içerikli, yüksek karbon içeriğine sahip ucuz hammaddeler, aktif karbon üretimi için tercih edilmektedir. Ülkemiz aktif karbon üretiminde hammadde olarak kullanılabilecek birçok kaynağa sahiptir. Bu kaynaklar arasında karbon içeriği yüksek, rezervi bol linyit, biyokütle (odun talaşı, meyve çekirdekleri ve kabukları vb.) ve endüstri atıkları yer almaktadır. Bu araştırmada, Afyon Alkaloidleri Fabrikasında atık olarak ortaya çıkan haşhaş kapsülü küspesinin pirolizi sonucunda elde edilen katı ürün (char), fosforik asit ile aktive edilmiş ve daha sonra karbonizasyonu yapılarak aktif karbon elde edilmiştir. Hazırlanan aktif karbon numunesinin, metilen mavisi adsorpsiyon çalışmaları yapılıp performans değerlendirmesi yapılması hedeflenmiştir. Bunun için atık hammaddemizin önce 400 °C ve 500 °C'de pirolizi yapılmıştır. Bu numunelerimiz ağırlıkça 2:1, 3:1 ve 4:1 oranlarında H3PO4 ile aktive edilerek her bir numune 400, 600 ve 800 °C'de karbonize edilmiştir. Elde edilen numunelere uygulanan metilen mavisi adsorpsiyon deneyleri sonucunda en iyi performansı; 400 °C'de pirolizi yapılan, kütlece 3:1 oranında H3PO4 ile aktive edilen ve son olarak karbonizasyon sıcaklığı 800 °C olan numune gözlemlenmiştir. Daha sonra bu numunenin adsorpsiyon verimini başlangıç metilen mavisi konsantrasyonu, sıcaklık, pH, başlangıç adsorban miktarı gibi parametrelerin ne şekilde etkilediği araştırılmıştır. 100 ppm başlangıç metilen mavisi konsantrasyonu, 25 °C sıcaklık, pH 8 ve 0,05 g başlangıç adsorban miktarındaki adsorpsiyon kapasitesi en iyi performansı vermiştir. Numunenin adsorpsiyon izotermlerinden hangisine uyumlu olduğunu anlamak için adsorpsiyon izotermlerine uyarlanmıştır. Numunenin Langmuir izotermine uygun olduğu anlaşılmıştır. Son olarak ise numunenin karakteristik özelliklerini belirlemek için SEM-EDS, BET, XRD ve FT-IR analizleri yaptırılmıştır.