Borikasit katkılı ayçiçek atığından elde edilen karbon bazlı malzemelerin karakterizasyonu

Bu çalışmada, Trakya bölgesinden temin edilen ayçiçeği küspesi biyokütlesi kullanılarak farklı oranlarda borik asit (BA) katkısı ile piroliz yoluyla biyokömür, biyo-yağ ve biyogaz ürünlerinin verim ve özellikleri araştırılmıştır. Hazırlanan karışımlar dört farklı BA oranı (%5,3; %6,; %7,8; %8,4) ile oluşturulmuş ve piroliz işlemi 400; 450; 500 ve 550°C sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ürünlerin kütle verimleri, elementel içerikleri ve yapısal özellikleri detaylı olarak analiz edilmiştir. Borik asit katkısız (Saf A) numunelerde en yüksek sıvı ürün elde edilirken, BA katkısı arttıkça bu oran gerilemiş; buna karşılık katı ürün verimi sıcaklık ve borik asit katkısı arttıkça artmıştır. Elementel analizler, artan sıcaklıkla karbon oranında %64,8'den %78,6'ya yükselmiş ve hidrojen ile azot oranlarında düşüş göstermiştir. C/H, C/N ve H/C oranları ile aromatiklik ve inertlik düzeyleri değerlendirilmiş; A550 ve 0,8BA550 örnekleri yüksek aromatik karaktere sahip bulunmuştur. SEM görüntüleri, BA katkısı ve sıcaklık artışıyla gözeneklilikte önemli artışlar olduğunu; özellikle 1,3BA550 numunesinde petek benzeri, bağlantılı mikro-gözenek yapısının oluştuğunu göstermiştir. BET analizinde 1,2BA400 örneği 7,4 m²/g ile en yüksek yüzey alanına ulaşılmıştır. FT-IR ve TGA-DTA analizleri ise kimyasal bağ dönüşümleri ve termal stabiliteyi desteklemiştir. Sonuç olarak, borik asit katkısı ve piroliz sıcaklığı, ayçiçeği küspesinden elde edilen biyokömürün yapısal özelliklerini geliştirmekte ve su tutuş verimini arttırarak tarımsal sulama ve kuraklık yönetiminde, adsorban/katalizör uygulamaları için yüksek potansiyel sunmaktadır.