Endüstriyel işlenmiş kırmızıbiber atıklarından değişik koşullarda üretilen nanogözenekli karbonlu materyallerin sulu fazdan bazı su kirleticilerini uzaklaştırma ve süperkapasitör performanslarının incelenmesi

Atık değeri çok yüksek olan endüstriyel işlenmiş kırmızıbiber atıklarından ilk kez çeşitli üretim koşullarında nanogözenekli karbonlu materyaller üretmek ve onların çeşitli su kirleticilerini adsorplama ile elektrot materyali olarak kullanılabilme performanslarını incelemektir. Bu amaçla, öncelikle bu atığın nanogözenekli karbonlu materyaller üretmek için hammadde olarak kullanabilirliği termogravimetrik, biyokimyasal bileşen, proksimate ve ultimate analizleri yapılarak tespit edildi. Sonra, bu atıktan biyosorplayıcı, tek basamaklı KOH aktivasyonuyla belirlenen optimum üretim koşullarında (emdirme oranı: 1,5:1,0 gKOH:gKBA; karbonizasyon sıcaklığı: 700 oC; karbonizasyon süresi: 1 saat) aktif karbon, 700 oC karbonizasyon sıcaklığı ve 1 saat karbonizasyon süresinde pirolitik biyokarbon, üretilen pirolitik biyokarbonun 800 oC karbonizasyon sıcaklığı ve 1 saat karbonizasyon süresinde CO2 ile fiziksel olarak aktive edilmiş biyokarbon; üretilen pirolitik biyokarbon ile FeSO4 ve FeCl3 nanoparçacıklarının bazik ortamda birlikte çöktürülmesiyle üretilen manyetik biyokarbon ve otojenik basınçta 5,0:1,0 gsu:gKBA emdirme oranı, 250 oC karbonizasyon sıcaklığı ve 10 saat karbonizasyon süresinde hidrolitik biyokarbon üretildi. Bunlar, öncelikle proksimate, ultimate, 77 K sıcaklıkta azot gazı adsorpsiyonu, iyot ve metilen mavisi indisleri ile gözenek yapısı, X-ışını difraksiyonu spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu-enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, Raman spektroskopisi, titreşimli numune manyetometresi, yüzey sıfır yük pH değeri ve Boehm titrasyonu gibi fizikokimyasal tekniklerle karakterize edildi. Daha sonra, sulu çözeltiden adsorplama kapasitelerini tespit etmek için, metilen mavisi, metanil sarısı, 2,4-diklorofenoksiasetik asit, diklofenak sodyum, bakır ve nitrat gibi farklı gruplara ait su kirleticilerinin sulu ortamdan 25 oC sıcaklığında ve onların doğal pH değerlerinde uzaklaştırmak için adsorpsiyon çalışmaları gerçekleştirildi. Ayrıca elektokimyasal hücrelerde elektrot malzemesi olarak kullanımı test etmek için süperkapasitör performansı incelendi. Bu amaçla, nanogözenekli karbonlu materyallerin süperkapasitör performansını test etmek için döngüsel voltametri, sabit akım (galvanostatik) şarj-deşarj ve elektrokimyasal impedans spektroskopisi kullanıldı. Sonuç olarak, fizikokimyasal tekniklerle karakterizasyonu yapılan kırmızıbiber atığının hem biyosorplayıcı hem de değişik nanogözenekli karbonlu materyallerin üretimi için iyi bir hammadde lduğu belirlendi. Ayrıca sulu çözeltiden kirlilikleri uzaklaştırmada adsorplayıcı ve elektokimyasal hücrelerde elektrot malzemesi olarak kullanımda en yüksek performansın üretilen nanogözenekli karbonlu materyaller arasında aktif karbon ait olduğu tespit edildi.