Fosforik asitle kimyasal aktive edilmiş atık çay çalısından aktif karbon üretimi

Bu çalışmada Rize yöresine ait zirai atık olan çay çalısından aktif karbon üretimi ve karakterizasyonu incelenmiştir. Yüksek yüzey alanına (>1200 m2/g) sahip aktif karbonların düşük maliyetle üretilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, klasik yöntemlere ilave olarak demineralizasyon ön işlemi içeren aktivasyon yöntemi önerilmiştir. Kimyasal aktivasyon yöntemi ile optimuım üretim koşullarını belirlemek için sıcaklığın (300, 400, 500, 600, 700 ve 800 ºC), karbonizasyon süresinin (60, 120, 180 ve 240 dk) ve impregnasyon oranının (aktivasyon aracı:numune; 1:1; 2:1; 3:1; 4:1; 5:1; 6:1) etkisi iki farklı aktivasyon yöntemi uygulanarak incelenmiştir. Mikro ve mezogözeneklilik değerleri, sırasıyla iyot sayısı ve metilen mavisi sayısı analizleri kullanılarak hesaplanmıştır. Bu aşamaları takiben hammaddenin ve aktif karbonun Boehm titrasyonu ve FTIR analizi yapılarak yüzey fonksiyonel grupları tespit edilmiştir. Bu yöntemler sonucunda, karbonizasyon sıcaklığı ve süresinin artmasıyla ürün verimi, BET yüzey alanı ve gözeneklilik değerlerinde azalmanın olduğu tespit edilmiştir. Metilen mavisi sayısı ve iyot sayısı analizaleri sonucu elde edilen değerler, üretilen aktif karbonların mezo ve ağırlıklı olarak mikrogözenekli yapıda olduğunu göstermiştir ve bu sonuçlar, BET yüzey alanı ile de uymludur. SEM analizi ile aktif karbonun gözenekliliğinin yüksek olduğu belirlenmiştir. FTIR ve Boehm analizleri, aktif karbonların sahip olduğu üstün yüzey özellikleri sayesinde adsorpsiyon çalışmalarında etkili bir adsorbent olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Böylece aktif karbon üretiminde hammadde olarak atık çay çalısının kullanılabilecceği ve demineralizasyon ön işlemi ile üretilen aktif karbonların optimum değerlerine daha düşük sıcaklıkta ulaşılabileceği sonucuna varılmıştır.