1.795
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Sulu çözeltilerden feniletil alkol kazanımı
Birçok alanda kullanılan değerli bir bileşik olan feniletil alkol (PEA), gülün ana koku maddesidir. Bu çalışmada Purolite MN202 adsorbenti kullanılarak sulu çözeltilerden PEA adsorpsiyonu gerçekleştilmiştir. Adsorbentin PEA adsorpsiyonunda performansını değerlendirmek için kesikli ve dinamik adsorpsiyon deneyleri yürütülmüştür. Kesikli adsorpsiyon deneylerinde başlangıç PEA konsantrasyonunun (250-6000 mgL-1), adsorbent miktarının (0,025-1 g) ve sıcaklığın (25-40°C) adsorpsiyon kapasitesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon mekanizmasını ve derecesini belirlemek amacıyla 30°C'de gerçekleştirilen kesikli adsorpsiyon deney verileri Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Radushkevich (D-R) izoterm modelleri ile incelenmiştir. Langmuir izoterm modeli ile maksimum adsorpsiyon kapasitesi qm 1250 mgL-1 bulunmuştur. Adsorpsiyon izotermlerinin regresyon katsayıları (R²) Langmuir, Freundlich, Temkin ve D-R için sırasıyla 0,93±0,011; 0,93±0,014; 0,95±0,012 ve 0,96±0,011 aralığında bulunmuştur. Hem Langmuir hem de Freundlich izoterm modelleri ve adsorpsiyon-desorpsiyon döngüleri adsorpsiyon mekanizmasının fiziksel adsorpsiyon olduğunu doğrulamıştır. Ayrıca Temkin izoterm modeli adsorpsiyonun elverişli olduğunu göstermiştir. Ek olarak, D-R izoterm modelinden elde edilen 8,22±0,20 kJmol−1 ortalama serbest enerji, adsorpsiyon mekanizmasının geri dönüşümlü iyon değişimiyle ilişkili olduğunu göstermiştir. Adsorpsiyon sürecinin kinetiği, yalancı birinci dereceden (PFO), yalancı ikinci dereceden (PSO) ve partikül içi difüzyon kinetik modelleri uygulanarak incelenmiştir. Regresyon katsayıları (R²) PFO, PSO ve partikül içi difüzyon kinetik modelleri için sırasıyla 0,86±0,020, 0,97±0,0002 ve 0,97±0,0010 bulunmuştur. Denge adsorpsiyon kapasitesi qe, PFO ve PSO modelleri için sırasıyla 938,68±99,11 ve 833,33 mgg-1 hesaplanmıştır. Hız sabitleri PFO (k1), PSO (k2) ve partikül içi difüzyon modelleri (ki) için sırasıyla ve 0,06 dk-1, 7,16x10-5±3,56x10-7 gmg-1dk-1 ve 56,67±0,15 mgg-1dk-0,5 olarak elde edilmiştir. Adsorpsiyon süreci termodinamik açıdan incelendiğinde; Gibbs serbest enerjisinin negatif (ΔG°<0) olduğu görülmüştür. Bu bulgu sürecin kendiliğinden gerçekleştiğini göstermiştir. Negatif adsorpsiyon ısısının adsorpsiyonun ekzotermik gerçekleştiğine, negatif standart entropi değişiminin ise katı-sıvı arayüzünde daha az düzensizlik meydana geldiğine işaret etmiştir. Dinamik adsorpsiyon deneylerinde PEA başlangıç konsantrasyonu (250-500 mgL-1), adsorbent miktarı (1-2 g), akış hızı (11-18,8 mLdk-1) değiştirilerek doygunluğa ulaşma eğrileri (breakthrough curve) elde edilmiştir. % 50 doygunluğa ulaşma süresi başlangıç konsantrasyonu ve akış hızının artması ile azalırken adsorbent miktarının artması ile arttığı görülmüştür. Gülyağı fabrikasından alınan distilasyon suyu ile akış hızı (11-18,8 mLdk-1) değiştirilerek yapılan dinamik adsorpsiyon deneylerinde de akış hızının arttırılması % 50 doygunluğa ulaşma süresini azaltmıştır. Maksimum kolon adsorpsiyon kapasitesi qtk 765,42-6458,51 mgg-1, kolon adsorpsiyon kapasitesi qek 764,42-3225,87 mg, yüzdece giderim ise % 22,68-% 61,80 aralığında hesaplanmıştır. Yoon-Nelson (YNM), Thomas (TM) ve Clark (CM) modelleri ile dinamik adsorpsiyon deney verileri incelenmiştir. Regresyon katsayıları (R2) YNM, TM ve CM için sırasıyla 0,86-0,97, 0,81-0,97, ve 0,83-0,97 aralığındadır. Adsorbentin % 50 doygunluğa ulaşması için gereken zaman τ 146,97-2293,67 dk, YNM sabiti kYN 0,0012-0,0036 dk-1, YNM kolon adsorpsiyon kapasitesi qYN 439,80-3150,48 mgg-1 aralığında hesaplanmıştır. TM sabiti kTM, maksimum adsorpsiyon kapasitesi qTM sırasıyla 0,006-0,24 mLdk-1mg-1, 460,83-3323,26 mgg-1 elde edilmiştir. CM sabiti A ve kütle transfer hızı r sırasıyla 2,68-75,06 ve 0,0014-0,0055 dk-1 aralığında bulunmuştur. YNM'nin dinamik kolon adsorpsiyon verilerini tanımlamada diğer modellere kıyasla daha iyi performans gösterdiği gözlenmiştir. Adsorbentin sulu çözeltilerden PEA kazanımı için uygun olduğu sonucuna varılmıştır.
Akımsız kaplama yöntemi ile karbon takviyeli nikel esaslı kompozit kaplamaların geliştirilmesi
Metal yüzeyler, endüstriyel ortamların zorlu çevre koşullarına uzun süre maruz kaldıklarında korozyona uğrar ve mekanik dayanımlarını kaybederler. Bu durumda yüzey özelliklerini iyileştirmek için çeşitli kaplama yöntemleri kullanılmaktadır. Özellikle akımsız nikel kaplama, elektrik akımı gerektirmemesi, homojen kaplama yapabilmesi ve üstün mekanik özellikler sunması sebebiyle yaygın olarak tercih edilmektedir. Tez çalışmasında, endüstriyel koşullarda kullanılan alüminyum yüzeylerin korozyon direncini ve mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla, akımsız nikel-fosfor kaplama çözeltisine grafen oksit (GO) eklenerek kompozit kaplama yöntemi uygulanmıştır. Bu çalışma ile akımsız nikel kaplamaların özelliklerini iyileştirmek amacıyla grafen oksit gibi yenilikçi bir katkı maddesi eklenmiştir. Grafen oksit, yüksek mekanik dayanımı, mükemmel elektrik iletkenliği ve korozyon direncini artırıcı özellikleri ile kaplamalarda dikkat çekici bir katkı maddesi olarak öne çıkmaktadır. Çalışmanın ilk aşamasında, Hummers yöntemiyle sentezlenen grafen oksit (GO) parçacıkları, akımsız nikel kaplama çözeltisine homojen bir şekilde disperse edilmiştir. Elde edilen kompozit kaplama çözeltisi, alüminyum yüzeyine uygulanarak kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, kaplama parametrelerinin kaplama kalınlığı, yapışma mukavemeti ve korozyon direncine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, kaplama yüzeyinin morfolojik özelliklerini ve yapısal bileşenlerini analiz etmek amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri yapılmıştır. Bu analizlerle, grafen oksit katkısının kaplama yüzeyinde homojen dağılımı ve kaplamanın yapısal bütünlüğüne etkisi değerlendirilmiştir. Çalışmanın sonuçları, grafen oksit katkısının, kaplama kalınlığı ve yapışma mukavemetini iyileştirerek alüminyum yüzeyin korozyon direncini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Böylece, GO destekli akımsız nikel kaplama, alüminyum yüzeylerin endüstriyel kullanım ömrünü uzatma potansiyeline sahiptir. Bu tez çalışması, grafen oksit katkısının kaplama performansı üzerindeki etkilerini ortaya koyarak, nikel bazlı kompozit kaplamaların geliştirilmesine yönelik önemli bir katkı sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, endüstriyel uygulamalarda daha dayanıklı ve korozyona dirençli kaplama sistemlerinin geliştirilmesine ışık tutmaktadır.
Irak metakaolininden hazırlanan zeolitin sentezi ve karakterizasyonu ve Rodamin B boyasının atık sudan uzaklaştırılmasında uygulanması
Bu tezde, Irak metakaolininin zeolit sentezi için hammadde olarak kullanımı araştırılmıştır. Zeolit sentezlemek için üç farklı metodoloji kullanılmıştır, sadece ilk yaklaşımda zeolit A (LTA) üretilmiş kalan iki yöntem iyi zeolit ürünü vermemiştir. Sentezlenen zeolit A'nın yapısal ve morfolojik özelliklerini değerlendirmek için X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), taramalı elektron mikroskopu (SEM) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) analizi kullanılarak kapsamlı karakterizasyon yapılmıştır. Bulgular, zeolit LTA'nın başarılı bir şekilde üretildiğini açıkça doğrulamaktadır. Sentezlenen zeolit, çevre ve sucul ekosistemler üzerindeki tehlikeli etkileri nedeniyle Rodamin B boyasının uzaklaştırılmasındaki etkinliğini araştırmak için kullanılmıştır. Sentezlenen zeolit (LTA)'nın herhangi bir konsantrasyonda Rodamin B boyasını uzaklaştıramadığı görülmüştür. Bu sonuca göre boyayı uzaklaştırmak için zeolit (A)'yı hidroklorik asit ile işlenmiş ve yüzey alanını ve gözenek boyutunu genişletilmeye çalışılmıştır. 0.1 M hidroklorik asit konsantrasyonu ile gözenek boyutu 8.3578 nanometre artmış ancak yüzey alanı önemli ölçüde artış göstermemiştir. 2 g asitle işlenmiş zeolitin yaklaşık olarak 13 ppm'lik boyayı 3 dakikada uzaklaştırdığı gözlemlenmiştir. Buna karşılık, Rodamin B'yi uzaklaştırmak için 0.8 gram metakaolin (ham maden) test edildiğinde, boya yaklaşık olarak 46 ppm uzaklaştırılmıştır. Son olarak, sonuçların hangi model ile uygunluk gösterdiğini belirlemek için Langmuir ve Freundlich izotermleri test edilmiştir. Zeolit için R-kare değerlerinden, Langmuir modelinin daha iyi uyuştuğu, qmax (mg/g) değerinin 0.179 olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, Sentezlenen zeolit LTA (A)'nın Rodamin B boyasını uzaklaştırmak için etkili veya ekonomik olarak uygun olmadığı ve iyi performansı nedeniyle uzaklaştırma sürecinde doğrudan metakaolin kullanmanın tercih edilebilir olduğu sonucuna varılmıştır.
Feijoa sellowiana bitkisinin yaprak, meyve ve kabuk ekstraktlarının karakterizasyonu ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi
Yüksek lisans tez çalışmasında Azerbaycan yöresinde yaygın olarak yetiştirilen Feijoa sellowiana bitkisinin yaprakları, meyvesi ve kabuğundan elde edilen ekstraktların mikrobiyolojik ve analitik özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, Feijoa sellowiana bitkisinin yaprakları, meyvesi ve kabuğunu küçük parçacıklara ayrılmış ve hekzan ve etanol kullanılarak eksraktlarıı elde edilmiştir. Gerçekleştirilen ekstraksiyon 55 °C'de, farklı katı sıvı oranında, 15 saat sürede gerçekleştrilmiştir. Bitkinin yaprak, meyve ve kabuğundan alınan ekstraktlardan gaz kromotografisinde (GC) yağ asidi kompozisyonu, gaz kromotografisi kütle spektrometresinde (GC- MS) ise Scan analizi ile bileşim analizi yapılmıştır. Mikrobiyal aktivitesinin değerlendirilmesinde Difüzyon agar yöntemi kullanılarak ekstrakların mikriyobiyel aktiviteleri belirlenmiştir. Difüzyon agar yönteminde S. Aerous, B. Cereus, E. Coli ve Salmonella bakterileri kullanılmıştır. Feijoa yaprağında palmitoleik asit, oleik asit, linoleik asit ve α-linolenik asit, feijoa, meyvesinde eikosadienoik asit, dokosadienoik asit ve lignoserik asit, feijoa kabuklarında ise bütirik asit majör yağ asitlerini oluşturmaktadır. Feijoa bitkisi yaprak, meyve ve kabuklarından elde edilen etanol ekstrakları, 20 μL, 40 μL ve 60 μL olarak plaka sayım agarına enjekte edilmiş ve 4 farklı mikroorganizma ile inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonucu elde edilen zon büyüklükleri ölçülmüş ve mikrobiyolojik sayımı yapılmıştır. İlave edilen ekstrakt miktarı arttıkça Salmonella haricinde diğer bakterilerde oluşan mikrobiyel zon büyüklüğünde ve koloni sayılarında artış gözlenmiştir. Elde edilen verilerde Feijoa bitkisinin meyve, yaprak ve kabuk eksratlarının S. Aerous, B. Cereus, E. Coli bakterilerine karşı antimikrobiyal özellik gösterdiği tespit edilmiştir.
Badem sakızının UV-spektroskopi ile antioksidan içeriğinin tespit edilmesi ve HPLC aanalizlerinin ortaya konulması
Antioksidanlar insan vücudunda önemli yeri olan bileşenlerdir. Son zamanlarda gıdaların uzun ömürlü olması ve besin değerlerini arttırması dolayısı ile gıda sektöründede tıpta olduğu kadar değeri oluşmuştur. Fenolik bileşikler ve proteinlerle, flavonoidler antioksidan kapasitesini arttıran bileşenler olarak yer almaktadır. Badem sakızının kırmızı, sarı renkklerde olması içerisinde fenolik bileşiklerin ve flavonoidlerin varlığının nitel bir göstergesidir. Bu sebeple bu sakızın içerisindeki antioksidan kapasitesi ekstraksiyon yöntemlerinin en verimlisinin tespit edilmesi ile yapılmıştır. Ekstraksiyonu tamamlanan işlemler Uv- Spektroskopi ile analizlenerek en yüksek verimde ki optimum şartları belirlenmiştir. Daha sonra en yaygın kullanılan HPLC analizleri ile analitik analizleri yapılarak yaygın olan reçinelerin analizleri tamamlanmıştır. Çalışmanın amacı badem sakızının içeriğinin tespit edilmesi ve antioksidan kapasitesinişn belirlenmesidir. Bu amaçla yapılan işlemler tam olarak tercih edilen önceki çalışmaların referansları ile modellenerek gerçekleştirilmiştir.
Sodyum metaborat varlığının sodyum borhidrürün hidrojen depolama kapasitesine etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada endüstrinin çeşitli dallarında uygulama alanı bulmuş sodyum metaborat ve bunun kristalizasyonla üretiminin de oldukça önem arz eden metastabil bölge genişliği ve nükleasyonun oluşması için gerekli olan termodinamiksel parametreler ve difüzyon katsayısı belirlendi. Ayrıca günümüzde hidrojen depolama kaynağı olarak görülen sodyum borhidrür çözeltilerinin hidrojen depolama kapasitene sodyum metabratın etkileri farklı sodyum borhidrür yüzdeleri varlığında incelendi. Sodyum borhidrürden hidrojen üretimi, mikrodalgada maksimum yüzey aktivitesine sahip Co-B katalizörü için ergonomik şartlar belirlendi. Aynı katalizör varlığında sodyum borhidrürden hidrojen üretiminin kinetik parametreleri ve aktivasyon enerjisinin değerleri hesaplandı.
Bazı parametrelerin lityum metaborat dihidratın difüzyon katsayısı ve metastabil bölge genişliğine etkisi
Bor bileşikleriyle ilgili çalışma alanlarının hızla çeşitlilik kazanması, bu bileşiklerin endüstriyel üretim koşullarınının belirlenmesinin önemini daha da arttırmaktadır. Endüstriyel uygulamalarda şarj edilebilen pillerin üretiminde, lityum-iyon bileşimli pillerde, silikat analizinde, cam ve seramik sanayinde geniş kullanım alanına sahip olan lityum metaborat dihidrat bileşiğinin üretim parametrelerinin belirlenmesi, günümüz araştırmacılarının büyük dikkatini çekmektedir. Bu tez çalışmasında, kristalizasyon yöntemi kullanılarak lityum metaborat dihidrat bileşiğinin 45 oC, 50 oC ve 60 oC sıcaklıklarındaki üretim koşulları belirlenmiştir. Çalışmada öncelikle, lityum metaborat dihidrat'ın kristal büyümesini etkileyen difüzyon adımı ve çeşitli parametrelere bağlı olan difüzyon katsayısı belirlenmiştir. Difüzyon katsayısının belirlenmesinde diyafram hücre tekniğinden yararlanılmıştır. Çalışmada ayrıca, lityum metaborat dihidrat bileşiği için politermal yöntemi kullanılarak, 45 oC, 50 oC ve 60 oC sıcaklıklarındaki doygun çözeltilerinin her biri ayrı ayrı 1, 3, 5, 7 oC/saat soğutma hızlarında soğutularak metastabil bölge genişlikleri belirlenmiştir. Daha sonra Kalsiyum (Ca) ve etilalkol safsızlıklarının, bileşiğin verilen sıcaklık değerlerindeki doygun çözeltilerinin metastabil bölge genişliklerine olan etkileri incelenmiştir. Aşırı doygun çözelti ortamında oluşan nükleiler ile çözelti arasındaki yüzey geriliminin değerini belirlemek için indüksiyon periyodu yöntemi kullanılmıştır. Tez çalışmasından elde edilen deneysel sonuçlara göre, lityum metaborat dihidratın nükleasyonunun 62.35 oC'de hem homojen hem de heterojen nükleasyon tarafından kontrol edildiği ve homojen nükleasyon için yüzey gerilim değerinin 0.00770 mj/m2 olduğu, heterojen nükleasyon için yüzey gerilim değerinin ise 0.00205 mj/m2 olduğu saptanmıştır. Deneysel verilerde, sıcaklığın artmasıyla birlikte nükleasyon hız sabiti değerinin azaldığı ve metastabil bölge genişliğinin ise arttığı görülmüştür. Bulunan bu nükleasyon hız sabitleri Arhenius eşitliğine göre değerlendirildiğinde nükleasyon için gerekli olan aktivasyon enerjisinin -214,49 kj/mol olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, farklı konsantrasyonlardaki Ca(II) ve Alkol gibi safsızlıkların çözeltinin doygunluk sıcaklıkları üzerinde oldukça etkin olduğu ve metastabil bölge genişliğini daraltma yönünde bir etkiye sahip olduğu sonucuna varılmıştır.
Nanoboyutta farklı katalizörlerin sentezlenmesi ve fotokatalitik uygulamaları
Günümüzde endüstride teknolojinin artmasıyla birlikte çevresel kirlilikler de paralel bir şekilde artış göstermektedir. Bu çevresel kirliliklerden yaşam için en önemli kaynaklardan biri olan su kirliliği de yer almaktadır. Su da bulunan ve kirletici özelliği bulunan boyarmaddelerin giderilmesi önem arz etmektedir. Su da bulunan boyarmaddelerin giderilmesinde daha hızlı ve pratik olduğundan dolayı fotokatalitik yöntem tercih edilmektedir. Boyar maddelerin fotokatalitik bozundurulmalarında UV lambası varlığında yarı iletken katalizörler kullanılmaktadır. Bu çalışmada metilen mavisinin UV-C lambası ortamında nano boyutta CdZnS, CdZnNiS, CdZnFeS, CdZnMnS ve CdZnCoS katalizörleri ile fotokatalitik bozundurulması incelenmiştir. CdZnS, CdZnNiS, CdZnFeS, CdZnMnS ve CdZnCoS katalizörlerin sentezlenmesi deneylerinde en iyi yüzde fraksiyonu belirlenmiş ve en etkili katalizör formülleri Cd0.98Zn0.02S, Cd0.98Zn0.02Ni0.005S, Cd0.98Zn0.02Fe0.01S, Cd0.98Zn0.02Mn0.01S ve Cd0.98Zn0.02Co0.001S olduğu tespit edilmiştir. Sentezlenen katalizörlerin karakterizasyonu SEM, EDX, XRD, BET Yüzey Alanı, FT-IR, UV cihazlarıyla gerçekleştirilmiştir. Metilen mavisinin fotokatalitik bozundurulma deneylerinde zaman, boyar madde başlangıç konsantrasyonu, katalizör miktarı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Metilen mavisinin fotokatalitik bozundurma kinetiğinin bütün katalizörler için yalancı ikinci derece kinetik olduğu tespit edilmiştir.
Co-Cu-B ve Co-Cu-B-F katalizörleri varlığında sodyum borhidrürün metanolizinden hidrojen üretimi
Bu tez çalışmasında hidrojen depolama kaynağı olarak görülen sodyum borhidrür çözeltilerinden metanol yardımıyla alkolizm ile reaksiyonunda hidrojen elde edilmesine yönelik ucuz ve kullanışlı katalizörlerin sentezlenmesi ve bu katalizörlerin katalitik aktivitelerinin artırılarak hidrojen elde edilmesine bağlı parametreler incelendi. Bu çalışma kapsamında metanolün, sodyum borhidrür çözeltilerinde alkolizm reaksiyonunu başlattığı ve reaksiyonun devam etmesini sağladığı gözlemlenmiştir. Bu nedenledir ki herhangi bir katalizör kullanılmadan alkolizm reaksiyonu gerçekleşmektedir. Yapılan bu çalışma kapsamında farklı katalizörler kullanılarak, metanolün gerçekleştirmiş olduğu alkolizm reaksiyonun daha fazla verim ve daha az enerji ile sodyum borhidrür varlığındaki hidrojen üretimini arttırdığı incelenmiştir. Ayrıca katalizörlerin sentezlendikten sonra plazma ve mikrodalga ortamında irrite edilerek, katalitik aktiviteleri arttırılıp sodyum borhidrür varlığındaki hidrojen üretimine etkisi incelendi. Bu çalışma kapsamında üretilen Co-Cu-B ve Co-Cu-B-F katalizörleri etanol ortamında sentezlenerek, Co-Cu-B katalizörü plazma ortamında, Co-Cu-B-F katalizörü ise mikrodalga ortamında irrite edilerek sodyum borhidrürün alkolizm reaksiyonundaki katalitik aktiviteleri incelendi. Ayrıca Co-Cu-B saf ve plazma ortamında irrite edilmiş katalizörün SEM, BET, EDS, FT-IR ve SEM analizi, Co-Cu-B-F saf ve mikrodalga ortamında irrite edilmiş katalizörün SEM, BET ve EDS analizleri yapılarak katalizörlerin karakterizasyonu incelendi. Sonuç olarak, sentezlenmiş olan Co-Cu-B ve Co-Cu-B-F katalizörlerinin plazm ve mikrodalga ortamında irrite edilen katalizörün, Co-Cu-B katalizöründe en iyi sonucun plazma ortamında irrite edilen katalizör olduğu, Co-Cu-B-F katalizörünün ise N2 gazı varlığında 500 W ve 10 dakika süre ile mikrodalga ortamında irrite edilen katalizör olduğu incelenmiştir.
Sodyum bor hidrürün hidrolizinde karbonnanotüp destekli katalizörlerin kullanılması
Artan teknoloji ile birlikte hem enerji ihtiyacı artmakta hem de mevcut fosil yakıtların miktarı gün geçtikçe azalmaktadır. Fosil yakıtların azalması ve enerji ihtiyacının artması araştırmacıları yenilenebilir enerji kaynakları için araştırmaya yönlendirmiştir. Hidrojen enerjisi bu yenilenebilir enerji kaynaklardan bir tanesidir. Hidrojen basınçlı kaplarda moleküler formunda depolanabilir. Atomik formunda ise metal hidrit ve metal borhidrürlerde depolanabilir. Termal ayrışma ile metal hidritlerden hidrojen üretimi tersinir olduğundan metal borhidrürlerden hidrojen üretimi metal hidritlere göre daha avantajlıdır. Sodyum borhidrür bu metal borhidrürlerden sadece bir tanesidir. Sodyum borhidrür hidrolizinde açığa çıkan hidrojenin yarısının sudan gelmesi büyük bir avantajdır. Sodyum borhidrür hidrolizi bazik ortamda kararlı olup ancak bir katalizör yardımıyla gerçekleşmektedir. Katalizör olarak daha çok farklı geçiş metalleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada sodyum borhidrür hidrolizi için karbon nanotüp destekli ikili metal bor katalizörü sentezlenmiştir. Destek malzemesi olarak kullanılan karbon nanotüpleri kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemiyle sentezlenmiştir. Sodyum borhidrürün hidrolizinde kullanılan Co-Cr-B katalizörü literatürde mevcuttur. Sodyum borhidrürün hidrolizine hem Ni-Cr-B katalizörü hem de karbon nanotüp destekli ikili metal bor (Co-Cr-B ve Ni-Cr-B) katalizörleri literatürde mevcut olmayıp ilk defa bu çalışmada kullanılmıştır. Tez kapsamında yapılan deneysel çalışmalar dört aşamada gerçekleştirilmiştir. Bunlar karbon nanotüp üretimi, ikili metal bor katalizörlerin mol fraksiyonunun belirlenmesi, karbon nanotüp destekli katalizörlerin sentezlenmesi ve sentezlenen katalizörlerin sodyum borhidrür hidrolizinde kullanılması aşamalarıdır. Sodyum borhidrür hidrolizinde katalizörlerin kullanıldığı deneysel çalışmalarda; sodyum bor hidrür konsantrasyonu, NaOH konsantrasyonu, çözelti ortamı sıcaklığı ve katalizör miktarı parametrelerin etkileri incelenmiştir. Sodyum borhidrür hidrolizinin her katalizör için hidroliz kinetiği ve aktivasyon enerjisi belirlenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin karakterizasyonu SEM, EDX, XRD ve BET Yüzey Alanı, cihazlarıyla gerçekleştirilmiştir.
Değişik kömür numuneleri üzerine soğuk plazmanın etkisinin incelenmesi ve adsorpsiyon uygulamaları
Endüstrilerde gaz ayırma ve arıtma işlemleri için adsorpsiyon yöntemi damıtma ve gaz emme gibi diğer geleneksel ayırma işlemlerine daha yaygın kullanılmaktadır. Bununla birlikte, adsorpsiyon olayının daha etkili olabilmesi için kullanılan adsorbanların yüzey özellikleri etkilidir. Adsorbanların etkili yüzey uygulamaları için çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu yöntemlerden biri de plazma uygulamalarıdır. Plazma uygulamaları sıcak plazma ve soğuk plazma olarak iki kısımda değerlendirilir. Sıcak plazma uygulamalarında yüksek enerji tüketimi söz konusudur. Bundan dolayı yüzey modifikasyonlarında soğuk plazma yöntemi daha çok tercih edilmektedir. Plazma modifikasyon ile yüzeylere değişik fonksiyonel gruplar bağlanması söz konusudur. Bu tez çalışmasında, mevcut yöntemlere alternatif olarak piyasada yaygın olarak bulunan petrokok, Ukrayna kömürü ve Şırnak kömürü numunelerinin oksijen soğuk plazma ile modifikasyonu ve elde edilen asorbanlarla sulu ortamlardan malahit yeşili boyar maddesinin giderimi amaçlanmaktadır. Plazma uygulamasından sonra ve önce elde edilen kömür numunelerinin XPS, FTIR, SEM ve BET teknikleri ile karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlardan kömür numuneleri üzerine plazma uygulamasının etkili olduğu özellikle kömür numunelerinin yüzeyinde oksijenli grupların arttığı gözlenmektedir. Plazma uygulanmış kömür numuneleri kullanılarak malahit yeşili boyasının uzaklaştırılması, başlangıç pH'ı, adsorban dozu, başlangıç boya konsantrasyonu ve sıcaklık gibi farklı parametrelerin değiştirilmesiyle incelenmektedir. Elde edilen deneysel veriler için hem Langmuir hem de Freundlich izotermleri kullanıldı. Yalancı birinci dereceden ve ikinci dereceden hız eşitlikleri kinetik veriler için kullanıldı. Termodinamik parametreler elde edildi. Anahtar Kelimeler: Adsorpsiyon, kömür, malahit yeşili, soğuk plazma
Sodyum bor hidrürlü bir hidrojen üretim sisteminde farklı kil bazlı katalizörlerin hidrojen üretimine etkileri
Bu çalışmada, destek malzemesi olarak farklı asitlerle modifiye edilmiş sepiyolit ve montmorillonit killeri üzerine Co-B, Co-Fe-B ve Co-Mg-B katalizörleri kimyasal indirgenme yöntemi ile sentezlenmiş ve aktiviteleri sodyum bor hidrürün hidroliz reaksiyonundan hidrojen elde etme ile gerçekleştirilmiştir. Sepiyolit ve montmorillonit killerinin modifikasyonu için asetik asit, hidroklorik asit, borik asit ve fosforık asit kullanılmıştır. Aynı zamanda, kil numunelerinin optimizasyonu için optimum asit konsantrasyonu ve optimum emdirme süreleri belirlenmiştir. Hidrojen üretim deneylerinde, metal miktarı, sodyum borhidrür konsantrasyonu ve sıcaklık parametreleri incelenmiştir. Her iki destek materyali ile asitlerin etkileşimi farklı olmakla birlikte en uygun hidrojen üretim hızları fosforik asitle elde edilmiştir. Aynı zamanda, destek materyali üzerine Co metali yanında Mg ya da Fe metal ilavesi ile de maksimum hidrojen üretiminde artışlar tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen işlemler sonucunda elde edilen destekli katalizör numuneleri, X-ışınları kırınımı spektroskopisi (XRD), taramalı elektron mikroskobu, infrared spektroskopisi ve BET yüzey alanı cihazı ile karakterize edilmiş ve yorumlanmıştır. Karakterizasyon çalışmalarında, destekli katalizörlerin yüzeyinde anlamlı değişiklikler gözlemlenmiştir. Seçilen bazı katalizörler üzerinde, kinetik verilerin elde edilebilmesi için 30, 40, 50 ve 60 °C sıcaklıklarında hidroliz işlemleri gerçekleştirilmiştir. Kil destekli katalizörler kullanılarak sodyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimine ait aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Montmorillonit destekli Co-B, Co-Fe-B ve Co-Mg-B katalizörleri ile elde edilen aktivasyon enerjileri sırasıyla 49.5, 38.90 ve 52.3 kJ/mol olarak bulunmuştur. Aynı zamanda, sepiyolit destekli Co-B, Co-Fe-B ve Co-Mg-B katalizörleri ile elde edilen aktivasyon enerjileri sırasıyla 21.4, 43.83 ve 38.21 kJ/mol olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Co-B, Co-Fe-B. Co-Mg-B, destek materyal, hidrojen, modifikasyon
Amonyum borhidrür hidrolizi için aktif karbon desteklimetal katalizörlerin sentezlenmesi
Bu tez çalışmasında badem kabuğundan aktif karbon (C) üretilmiş ve Ni-W-B ile Cu-Cr-B katalizörleri, bu aktif karbon üzerine tutturularak katalitik aktivitelerinin arttırılması hedeflenmiştir. Böylece, son zamanlarda kimyasal hidrojen depolama malzemeleri arasında en umut verici olarak gösterilen amonyak boranın hidrolizi için katalitik aktivitesi yüksek ve ucuz heterojen katalizörler üretilmiştir. Öncelikle, aktif karbon mikrodalgada fosforik asit aktifleştiricisi kullanılarak kimyasal aktivasyon yöntemiyle sentezlenmiştir. Aktif karbon sentezinde ise mikrodalga gaz ortamı, mikrodalga gücü, mikrodalga süresi, aktivasyon sıcaklığı, aktivasyon süresi ve impragnasyon oranı parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Elde edilen aktif karbon ve katalizörlerin tanımlanması, N2-adsorpsiyon-desorpsiyon, SEM, EDX, XRD, IR ve XPS gibi ileri analitiksel yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Amonyak boranın hidroliz deneylerinde NaOH konsantrasyonu, NH3BH3 konsantrasyonu, katalizör miktarı ve ortam sıcaklığı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerden elde edilen datalar kullanılarak kinetik çalışmaları ile reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri de belirlenmiştir.
Aktif karbon destekli fotokatalizörlerin sentezlenmesi ve onların fotokatalitik uygulamalarının incelenmesi
Artan teknoloji ve nüfus ile birlikte su kirliliği de artmaktadır. Su kirliliğinde daha çok ağır metal ve boyar madde neden olmaktadır. Sudan boyar madde gidermesi adsorpsiyon ve fotokatalitik gibi yöntemler kullanılmaktadır. Fotokatalitik yöntem hızlı uygulanabilirliği düşük maliyetli avantajından dolayı daha çok tercih edilmektedir. Boyarmaddelerin fotokatalitik bozundurulmasında yarı iletkenler kullanılmaktadır. Son zamanlardaki bilimsel çalışmalarda yarı iletkenler bir destek malzemeye tutturularak kullanılmaktadır. Bu çalışmada metilen mavisinin fotokatalitik bozundurulmasında kullanılmak üzere aktif karbon destekli ZnS, aktif karbon destekli CdS, aktif karbon destekli Fe doplanmış ZnS ve aktif karbon destekli Fe doplanmış CdS katalizörleri sentezlenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin karakterizasyonu SEM, EDX, XRD ve BET cihazlarıyla gerçekleştirilmiştir. Metilen mavisinin fotokatalitik bozundurma çalışmaları UV-C lambası varlığında gerçekleştirilmiştir. Metilen mavinin fotokatalitk bozundurma deneylerinde aktif karbon/metal oranı, boyar madde başlangıç konsantrasyonu, katalizör miktarı ve zaman parametrelerin etkisi incelenmiştir. Her bir katalizör için metilen mavisinin bozundurma kinetiği belirlenmiştir. Bütün katalizör için metilen mavisinin fotokatalitik bozundurmasının birinci dereceden olduğu tespit edilmiştir.
Badem kabuğundan aktif karbon üretimi vekatalizör destek malzemesi olarak kullanılması
Bu tez çalışması kapsamında badem kabuğundan mikrodalga destekli ZnCI2 aktifleştiricisi kullanılarak kimyasal aktivasyon yöntemiyle aktif karbon sentezlenmiştir. Aktif karbon sentezlemesinde mikrodalga gaz ortamı, mikrodalga gücü, mikrodalga süresi, aktivasyon sıcaklığı, aktivasyon süresi ve impragnasyon oranı parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Sentezlenen aktif karbonların iyot sayısı belirlenip karakterizasyonu SEM, FTIR, BET yüzey alanı ile gerçekleştirilmiştir. Badem kabuğundan kimyasal aktivasyon yöntem ile mikrodalga olmadan ve mikrodalga destekli elde edilen aktif karbonların BET yüzey alanları sırasıyla 50 m2/g ve 1057 m2/d olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen aktif karbon sodyum borhidrür hidrolizinde kullanılan Co-Cu-B ve Co-Mn-B katalizörlerine destek malzemesi olarak kullanılmıştır. Sentezlenen katalizörlerin karakterizasyonu SEM, BET, EDX ve XRD cihazlarıyla gerçekleştirilmiştir. Sodyum borhidrürün hidroliz deneylerinde NaOH konsantrasyonu, NaBH4 konsantrasyonu, katalizör miktarı ve ortam sıcaklığı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Aktif karbon destekli Co-Cu-B ve aktif karbon destekli Co-Mn-B katalizörleri sodyum borhidrür hidrolizinde kullanıldığında hidroliz kinetiği belirlenmiş ve aktif karbon destekli Co-Cu-B ve aktif karbon destekli Co-Mn-B katalizörleri için sırasıyla 0,47 ve 0,6 dereceden olduğu belirlenmiştir. Sodyum borhidrür hidrolizinin aktivasyon enerjisi aktif karbon destekli Co-Cu-B ve aktif karbon destekli Co-Mn-B katalizörleri için sırasıyla 49,96 kj/mol ve 31,4 kj/mol olduğu tespit edilmiştir.
Durgun ortam tek kristal sisteminde çeşitli safsızlıkların borik asit ve boraks pentahidratın nüklei oluşumuna ve büyümesine etkisinin incelenmesi
Kimya teknolojisinde kristalizasyon tekniği ile elde edilen bir üründen beklenen teknik özellikler; oldukça saf, uygun boyutta, homojen ve düzgün dış görünümlü olmasıdır. Saf kristaller elde etmek oldukça kolay görünmesine rağmen bazı durumlarda aşırı doygunluğa yatkın olan maddelerin kristalizasyonunda sorunlar yaşanmaktadır. Ancak uygun büyüklükte ve homojen yapılı kristallerin üretimi, kristalizasyonu gerçekleştirilen maddenin nükleasyonunun gerçekleşeceği koşulların ve büyüme kinetiğinin bilinmesiyle mümkündür. MSMPR (mixed suspension mixed product removal) tipi kristalizörler endüstride en çok kullanılan tiplerdir. Fakat bu tip sistemlerde incelenecek parametreler çok olduğu durumlarda bu parametrelerin bir kısmı tek kristal sisteminde (çeşitli faktörlerin habit değişimine etkisi) ve bir kısmı da akışkan yatak sisteminde (hidrodinamik şartların ve çeşitli safsızlıkların etkisi gibi) elimine edilebilir. Böylece herhangi bir maddenin kristalizasyonla üretimi için en uygun koşullar bu üç sistem kullanılarak belirlenebilir. Bu çalışmada Borik asit ve boraks pentehidrat kristalleri kullanılarak farklı sıcaklıklarda hazırlanan borik asit ve boraks pentehidrat çözeltilerine verilen aşırı doygunluklarda oluşan kristallerin habit yapılarının zamanla değişimi saf halleri ve çeşitli safsızlıklar varlığında mikroskop altında çekilen fotoğraflarla belirlenmeye çalışılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, borik asit kristalleri hem saf çözeltilerinde hem de Ca, Mg ve H2SO4 gibi çeşitli safsızlıklar varlığında nüklei oluşturulmadan çözelti ortamına konan tek kristallerin büyümeleri dentritik yapıda olup dentritler nüklei ile oluşturulanlara göre daha zayıf yapıda olduğu belirlendi. Fakat çeşitli safsızlıklar varlığında oluşan dentritik yapılar daha zayıf yapıda olup belirli bir aşırı doygunluk değeri üzerine çıkıldığında ise çözelti ortamında bulunan aşırı doygun ortamda bulunan tek kristal üzerine çökmek yerine çözeltide yeni nükleilerin oluşmasına sebep olduğu tespit edilmiştir. Durgun ortam tek kristal sisteminde elde edilen diğer bir sonuç ise magnezyum safsızlığı varlığında oluşan dentritler kalsiyum ve sülfürik asit safsızlıkları varlığında oluşanlara göre daha az ve zayıf yapıda olduğu gözlemlenmiştir. Boraks pentahidratın durgun ortam tek kristal sisteminde doygun çözelti ortamına konulan tek kristallerin farklı aşırı doygunluk varlığında büyümesi zamana bağlı olarak izlendiğinde; kristallerin düzgün yapıda büyüdüğü, borik asitteki gibi dentritik yapıların oluşmadığı, fakat aşırı doygunluğun artması ile birlikte çözelti ortamında çok sayıda nükleilerin oluştuğu gözlendi. Tıpkı borik asitte olduğu gibi çeşitli safsızlıklar varlığında durgun ortam tek kristallerinin büyümelerinin saf çözeltilerdeki gibi olduğu görüldü. Diğer önemli bir gözlem ise aşırı doygunluğun artması ile birlikte borik asit kristalleri büyüdükçe ikizlenmelerin daha belirgin hale geldiğidir. Durgun ortam tek kristal sisteminde farklı aşırı doygun çözelti ortamına konulan tek kristallerin lineer büyüme hızları, aşırı doygunlukla değişimine bağlı olarak incelendiğinde hem borik asit hem de boraks pentahidrat kristallerinin büyüme hızlarında saçılım görüldüğü ve bu saçılımın çeşitli safsızlıklar varlığında da geçerli olduğu belirlendi.
Alkali genleştirilmiş perlit ve alkali perlit kullanılarak metilen mavisinin yanıt yüzey yöntemiyle incelenmesi
Gelişen teknoloji ile birlikte endüstride kullanılan su miktarı da artmaktadır. Kullanılan sular çevreye kirletilmiş su olarak bırakılmaktadır. Çevreye atık su olarak atılan bu suların geri kazanımı ve arıtımı için birçok yöntem bulunmaktadır. Bu yöntemler arasında pratik uygulamaya sahip ve ekonomik olan adsorpsiyon yöntemi bir çok avantaja sahip olmasından dolayı oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptir. Adsorpsiyon işleminde birçok adsorbent kullanılmaktadır. Bunlar arasında hem çok kolay bulunabilen hem de çok ucuz olan doğal adsorbentler daha çok tercih edilmektedir. Bu çalışmada; perlit ve genişletilmiş perlit NaOH ile modifiye edilerek alkali genişletilmiş perlit ve alkali perlit sentezlenmiş ve metilen mavisi adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Sentezlenen alkali genişletilmiş perlit ve alkali perlit karakterizasyonu SEM, XRD ve FTIR ile gerçekleştirilmiştir. Metilen mavisi adsorpsiyonunda; çözelti başlangıç konsantrasyonu ve çözelti başlangıç pH parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Metilen mavisinin adsorpsiyonu yanıt yüzey yöntemiyle belirlenmiştir. Yanıt yüzey yönteminde çözelti başlangıç konsantrasyonu, sıcaklık ve zaman parametreleri incelenmiş ve cevap parametresi olarak adsorpsiyon kapasitesi (qe) seçilmiştir. Yanıt yüzey yöntemi; design expert programı bünyesinde bulunan merkezi kompozit tasarımı yöntemiyle incelenmiştir. Yanıt yüzey yöntemiyle ANOVA tabloları ve regresyon eşitliği belirlenmiştir. Yüzey yanıt yöntemiyle metilen mavisinin adsorpsiyon kapasitesinin iki boyutlu ve üç boyutlu grafikleri elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Metilen mavisi, yanıt yüzey yöntemi, perlit, genleştirilmiş perlit, alkali
Grafen oksit destekli Co-B ve Co-Cu-B katalizörleri kullanılarak sodyum borhidrürden hidrojen üretimi
Son zamanlarda enerji ihtiyacını karşılamak üzere temiz ve çevre dostu kaynaklara ihtiyaç gittikçe artmaktadır. Temiz enerji kaynaklarından olan ve iyi bir enerji taşıyıcısı olması nedeniyle hidrojen öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında hidrojen kaynağı olarak kullanılan NaBH4'ün hidroliziyle hidrojen üretiminde kullanılması için, ucuz ve katalitik aktifliği yüksek katalizörlerin sentezi amaçlanmıştır. Katalizörlerin yüzey alanını artırmak amacıyla grafitten grafen oksit (GO) üretilmiş ve grafen oksit üzerine Co-B ve Co-Cu-B katalizörleri emdirilip katalizörler sentezlenerek katalitik aktivitelerinin arttırılması hedeflenmiştir. Elde edilen grafen oksit ve katalizörlerin tanımlanması, N2-adsorpsiyon-desorpsiyon, BET, SEM, EDX, XRD, ICP gibi ileri analitiksel yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sodyum bor hidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi için; farklı metal oranları, NaOH konsantrasyonu, farklı NaBH4 konsantrasyonu, farklı katalizör miktarları ve farklı sıcaklık parametrelerin etkisi incelenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerden elde edilen datalar kullanılarak kinetik çalışmaları ile reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri de belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Grafen Oksit, Hidrojen Üretimi, Katalizör, Sodyum borhidrür
Polimer destekli Co-B ve Co-Cu-B katalizlerinin NaBH4'ün hidrolizine etkisi
Enerjinin insan hayatında önemli bir yeri vardır. Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde enerji en önemli ihtiyaç haline gelmektedir. Bunun sonucunda enerji üretimi ve tüketimi ülkelerin gelişmişlik düzeylerini belirleyen önemli bir faktör olarak ortaya çıkmaktadır. Toplumlar için vazgeçilemez hale gelen enerji ihtiyacı, nüfustaki artış ve teknolojik gelişmelere paralel olarak günden güne artmaktadır. Dünya enerji kaynaklarının büyük çoğunluğunu oluşturan fosil yakıt rezervlerinin giderek azalması, insan sağlığı ve çevre üzerindeki olumsuz etkilerinden dolayı bütün dünya ve özellikle de gelişmekte olan ülkelerde yenilenebilir enerji kaynakları konusunda bilim insanları çalışmalar yapmaktadır. Bu yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde birçok avantajından dolayı hidrojen gazı şüphesiz geleceğin yakıtı olarak ön plana çıkmaktadır. Hidrojen gazının taşınması büyük problem teşkil ettiğinden dolayı, alkali metal hidrürlerin hidrolizi tercih edilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında sodyum borhidrürün hidrolizi için polimer destekli Co-B ve Co-Cu-B katalizörleri kimyasal emdirme ve çöktürme yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen katalizörler XRD ve SEM görüntüleri ile karakterize edilmiştir. Sodyum borhidrür hidrolizinde; polimer/katalizör oranı, NaOH konsantrasyonu, NaBH4 konsantrasyonu, katalizör miktarı ve sıcaklık parametrelerin etkisi incelenmiştir. Herbir katalizörün sodyum borhidrür hidrolizinin kinetiği ve aktivasyon enerjisi tespit edilmiştir. Hem polimer destekli Co-B katalizörü için, polimer/Co-B %15, NaOH konsantrasyonu %3 ve NaBH4 %2.5 varlığında optimum bir hız elde edilmiştir. Hem de polimer destekli Co-Cu-B katalizörü için polimer/Co-B %15, NaOH konsantrasyonu %5 ve NaBH4 %2.5 varlığında optimum bir hız elde edilmiştir. Polimer destekli Co-B ve Co-Cu-B katalizörleri kullanıldığında sodyum borhidrürün bozunma kinetiğinin her iki katlizör için de 0 (sıfır) dereceden olduğu tespit edilmiştir. Sodyum borhidrür hidrolizinin aktivasyon enerjisi polimer destekli Co-B ve Co-Cu-B katalizörleri katalizörleri için sırasıyla 49,2 kj/mol ve 50,6 kj/mol olduğu tespit edilmiştir.
Karbon kuantum noktacıklar ile desteklenmiş nanopartiküllerin sentezi yapısal tanımlamaları ve farklı hidrojen kaynaklarından hidrojen üretimi için hidroliz tepkimelerindeki katalitik performanslarının ölçülmesi
Bu tez çalışmasında üç farklı hidrojen kaynağından özgün bir şekilde üretilmiş karbon kuantum noktacık destekli homojen ve heterojen katalizör yapıları aracılığıyla hidrolizle hidrojen üretimi katalitik parametrelerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bunun için hidrotermal yöntemle iki organik bileşik kaynağından karbon kuantum noktacık sentezi sağlanmıştır. Bu noktacıklara kobalt, nikel ve rutenyum metalleri farklı şekillerde yüklenerek homojen ve heterojen katalizör yapıları (Co@CQDs, Ni@CQDs, Ru@CQDs ) sentezlenmiştir. Sentezlenen karbon kuantum noktacık ve katalizör yapıları; TEM, XRD, XPS, ICP-MS, EDX, BET ve UV ile tanımlanmıştır. Sentez ve tanılama işlemlerinden sonra her bir katalizör yapısının sodyum borhidrür, potasyum borhidrür, ve amonyak boran sulu çözeltilerinin katalitik hidrojen üretim performansı ölçülerek, tepkime kinetiği incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında karbon kuantum noktacık destekli Co, Ni ve Ru metalleri bazlı monometalik 11 özgün katalizör yapısı sentezlenmiştir. Bu katalizörlerin üç farklı hidroliz kaynağı ile 30 hidroliz katalitik bozunma tepkimesi incelenmiştir. Katalizör çevrim frekansı (TOF) ve hidrojen üretim hızları hesaplamaları sonucunda çok yüksek değerlerde katalitik etki gösteren katalizör malzeme yapısının sentezlendiği anlaşılmıştır.
RSM optimizasyonu ile çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak uçucu organik bileşiklerin giderilmesi ve fotovoltaik uygulamalarının incelenmesi
Bu çalışmada, yanıt yüzey metodolojisi (RSM) kullanılarak çinko klorür (ZnCI2) ile kimyasal aktivasyon yoluyla yağı alınmış çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbonun hem uçucu organik bileşik (UOB)'lerin giderimi hem de fotovoltaik uygulamalarındaki performansı değerlendirilmiştir. Bu amaçla ilk etapta, aktif karbon üretim prosesi, aktivasyon süresi (30-60 dakika), aktivasyon sıcaklığı (400-600 °C) ve impregnasyon oranı (çörekotu atığı/ZnCI2, %50-150 ağırlıkça) gibi faktörler ile hedeflenen yanıt olarak iyot sayısı esas alınarak RSM'nin bir yaklaşımı olan merkezi kompozit tasarım (CCD) ile optimize edilmiştir. Ayrıca, aktif karbon üretimini etkileyen bu önemli faktörler, bir varyans analizi (ANOVA) ile tanımlanmıştır. Aktif karbon üretiminde, 57 dakika aktivasyon süresi, 550 °C aktivasyon sıcaklığı ve %105 impregnasyon oranı optimum değerler olarak saptanmış ve bu koşullar altında 1055 mg/g yüksek iyot sayısı alımına ulaşılmıştır. Optimum koşullarda üretilen aktif karbonun yüzey özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı gibi çeşitli analitik teknikler ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar, optimal aktif karbonda önemli miktarda mikrogözeneklilik (%53,93) ve mezogözeneklilik (%46,07) oluştuğunu göstermiştir. Ayrıca optimal aktif karbon, 1213,32 m2/g spesifik yüzey alanı (SBET), 0,89 cm3/g toplam gözenek hacmi ve 787,65 m2/g mikrogözenek yüzey alanı ile oldukça gözenekli bir yapı sergilemiştir. Birçok endüstriyel proses, çok bileşenli sistem olarak ortaya çıkan UOB kirleticileri üretmektedir. Bu nedenle, UOB'lerin karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyonunun araştırılması, pratik ve bilimsel öneme sahiptir. Bu anlamda, ikinci etapta, optimal aktif karbon kullanılarak UOB'ler olarak hedeflenen benzen, toluen ve ksilen (BTK) buharının tekli-bileşen, ikili-bileşen ve üçlü-bileşen sistemlerdeki karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyon davranışları aydınlatılmıştır. Tekli-bileşen sistem ile karşılaştırıldığında, ikili-bileşen ve üçlü-bileşen sistemlerde, giriş konsantrasyonunun değişimine bağlı olarak BTK buharı oldukça farklı rekabetçi adsorpsiyon kapasitesi sergilemiştir. Çok bileşenli sistemlerdeki her bileşenin adsorpsiyon kapasitesi, tek-bileşen sistemdekinden çok daha azdır. Ayrıca, çok bileşenli sistemlerde K-buharının optimal aktif karbon üzerine dinamik adsorpsiyon kapasitesi, hem B-buharı hem de T-buharınkinden daha fazladır. Bu sonuçlar, optimal aktif karbonun K-buharı için adsorpsiyon seçiciliğinin T-buharı ve B-buharı için olandan daha yüksek olduğu gerçeğine atfedilebilir. Ayrıca, tekli-bileşen, ikili-bileşen ve üçlü-bileşen sistemlerinde, adsorpsiyon kapasitelerinde görülen K-buharı > T-buharı > B-buharı durumu, BTK buharının sahip olduğu rekabetçi hakimiyet, fiziksel adsorpsiyon bağlayıcı enerjiler, moleküler ağırlıklar ve metil grupları ile açıklanabilir. Bu uygulamadaki bulgular, belirli bir adsorbentle ilişkili olarak farklı UOB kirleticiler arasındaki karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyon davranışının daha iyi anlaşılması için yardımcı olacaktır. BTK buharının optimal aktif karbon üzerine dinamik adsorpsiyon mekanizması, deneysel adsorpsiyon verilerine çeşitli kinetik ve izoterm modellerin uygulanmasıyla detaylı olarak açıklanmıştır. Reaksiyon temelli sözde-birinci-derece (SBD) kinetik modeli takip eden BTK buharının giderim prosesleri fiziksel adsorpsiyon mekanizmasını işaret etmektedir. Ayrıca, uygulanan difüzyon temelli partikül-içi difüzyon ve Boyd'nin film-difüzyonu kinetik modellerin değerlendirmelerine dayanarak, BTK buharı adsorpsiyon prosesi dengeye ulaşana kadar film-difüzyon direncinden (ilk aşama) ve ayrıca partikül-içi difüzyon direncinden (BTK molekülleri gaz filmi boyunca difüze olduktan sonra) etkilendiği sonucuna varılmıştır. Bunun yanı sıra, BTK buharı adsorpsiyonunda genel kütle transfer ve film kütle transfer faktörleri iç difüzyon faktöründen daha yüksek bulunmuştur ([kLa]g > [kLa]f > [kLa]d), bu da genel kütle transferi ve film kütle transferinin iç difüzyondan daha etkili olduğunu göstermektedir. Bir kadmiyum sülfür (CdS) tabanlı güneş pilinde, duyarlaştırıcı olarak CdS yarıiletken malzemesi çok önemli bir rol üstlenmektedir. Fotovoltaik uygulamalarda geniş bir şekilde kullanılan CdS tabanlı güneş pillerine ait fotovoltaik verimliliğin aktif karbon desteğiyle arttırılması büyük önem taşımaktadır. Ayrıca, aktif karbon, fotovoltaik cihazların elektrotlarına elektro-iletken katkılar, aktif malzemeler için destek olarak dahil edilmektedir. Bu nedenlerden dolayı, son etapta, literatürde sıklıkla kullanılan katkısız-katkılı CdS yarıiletken malzemeleri yerine optimal aktif karbon kullanılarak kimyasal çöktürme yöntemi ile aktif karbon destekli CdS (CdS/aktif karbon) ve üç farklı konsantrasyona (%0,33, %1 ve %3 ağırlıkça) sahip molibden (Mo)-katkılı CdS/aktif karbon, lantan (La)-katkılı CdS/aktif karbon ve mangan (Mn)-katkılı CdS/aktif karbon yarıiletken malzemeleri üretilmiştir. Tezin bu uygulamasındaki temel amaç; optimal aktif karbon destek malzemesi varlığında katkısız ve katkılı CdS yarıiletken malzemelerin güç dönüşüm verimliliklerinin nasıl değiştiğini belirlemek ve gözlemlenen bu etkiyi literatür ışığında yorumlamaktır. Üretilen saf CdS/aktif karbon, Mo-katkılı CdS/aktif karbon, La-katkılı CdS/aktif karbon ve Mn-katkılı CdS/aktif karbon yarıiletken malzemeler gelen fotonu akıma çevirme etkinliği (IPCE), SEM, X-ray ışınım kırınımı (XRD), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Mo-katkılı CdS/aktif karbon, La-katkılı CdS/aktif karbon ve Mn-katkılı CdS/aktif karbon yarıiletken malzemelerin kristalit boyutları sırasıyla 11,09, 11,86 ve 10,52 nm olarak hesaplanmıştır. Bu sayısal veriler yarıiletken malzemelerin nano boyutta üretildiğinin bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Bu uygulama kapsamında yapılan çalışmalar ile fotovoltaik uygulamalarda geniş bir şekilde kullanılan CdS tabanlı güneş pillerine ait fotovoltaik verimliliğin aktif karbon desteğiyle arttırılabilme kabiliyeti açıkça ortaya konulmuştur. Bu çalışma, RSM optimizasyonu ile biyoatık-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak UOB'ler olarak hedeflenen BTK buharının tekli, ikili ve üçlü-bileşen sistemlerdeki karşılaştırmalı ve rekabetçi dinamik adsorpsiyon mekanizmasını açıklığa kavuşturmak ve aktif karbon destekli CdS yarıiletken malzemeler kullanılarak elde edilen yarıiletken tabanlı güneş pil yapılarının güneş pil verimliliğini arttırmak için yeni bir strateji sunmaktadır.
Fındık çeşitleri ve aflatoksin varlığının araşrıtılması
Fındık dünyada yaygın olarak yetiştirilen sert kabuklu meyvelerin başında gelmektedir. Başta Türkiye İtalya, ABD, Azerbaycan, İspanya, Gürcistan olmak üzere birçok ülkede fındık yeiştiriciliği yapılmaktaır. Ülkemiz dünyanın lider fındık üreticisi olup, dünyada toplam fındık üretiminin neredeyse %70'ini karşılamaktadır. Özellikle Karadeniz Bölgesi fındık üretimi için oldukça elverişli ekolojik koşullara sahiptir. Ülkemizde 18 standart fındık çeşidi bulunmaktadır. Bu çeşitlerden 15'i üretici seleksiyonları sonucu gelişmiştir. Fındıkların fiziki yapısı, içeriğindeki yağ ve protein oranları, iç oranı ve yetiştirildiği coğrafya gibi özellikler fındık çeşitliliğini ortaya çıkamaktadır. Fındıkta küf kontaminasyonuna oldukça sık rastlanmakta ve bu küflerden meydana gelen aflatoksinler insan sağlığını riske atmaktadır. A. flavus, A. ochraceus, A. paraticus, A. tamarii, A. wentii, A. terreus, fındıkta gelişmesi sonucu aflatoksin üretebilir. Fındıkta küfün gelişimi bahçeden başlamakta ve hasat işlemleri boyunca sürmekle birlikte, yetersiz ve/veya yanlış kurutma işlemleri, depolama ve taşımada artarak devam etmektedir. Aflatoksinlerin tayininde birçok fizikokimyasal ve biyolojik yöntemler kullanılmaktadır. Kimyasal yöntemlerin başında ayırma yöntemlerinden kromatografik teknikler gelmektedir. HPLC yöntemi ile floresans dedektör yardımı ile aflatoksin tayini yapılmaktadır. Tüm aflatoksinler HPLC ile ayrılmakta ve miktar tayini yapılmaktadır. Bu çalışmada 50 farklı fındık numunesine ait Aflatoksin miktarları tespit edilmiş ve uluslar arası kabul gören limit değerlere göre değerlendirmeye alınmıştır.
Biyoatıklardan aktif karbon eldesi ve katalizör destek malzemesi olarak kullanılması
Bu tez çalışmasında amonyak boranın (AB) hidroliziyle, katalitik aktvitesi yüksek, ucuz ve tekrar kullanılabilir nanokatalizörlerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Kahve telvesi atığından elde edilen aktif karbon (AC) elde edilmiş ve Ni-Fe-B ile Cu-Mo-B nanokatalizörleri, bu aktif karbon üzerine tutturularak katalitik aktivitelerinin arttırılması hedeflenmiştir. Bu yönüyle buradaki katalizörlerin AB'nin hidrolizinde kullanılmaları ilktir. Elde edilen aktif karbon ve katalizörlerin tanımlanması, N2-adsorpsiyon-desorpsiyon, SEM, EDX, XRD, IR ve XPS gibi ileri analitiksel yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Amonyak boranın hidroliz deneylerinde NaOH konsantrasyonu, NH3BH3 konsantrasyonu, katalizör miktarı parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerden elde edilen veriler kullanılarak her bir katalizörün kaçıncı dereceden olduğu ve aktivasyon enerjisileri hesaplandı.
Grafen oksit destekli Co-B ve Co-Mo-B katalizörleri kullanılarak potasyum borhidrürden hidrojen üretimi
Bu tez çalışmasında hidrojen depolama kapasitesi yüksek olan borhidrürlerdan sodyum borhidrür alternative olarak kullanılan potasyum borhidrürün hidroliz tepkimesi sonucu elde edilen hidrojen üretimi için yeni, ucuz ve katalitik performansı yüksek katalizörler elde edilmiştir. Ayrıca elde edilen katalizörlerin performansını artırmak ve daha ekonomik hale getirmek amacıyla grafen oksit (GO) destekli Co-B ve Co-Mo-B nanokatalizörler hazırlanarak potasyum bor hidrürün hidroliz tepkimesi sonucu elde edilen hidrojenin katalitik performansı araştırılmıştır. Laboratuvarda elde edilen katalizörlerin karakterizasyonu için; X ışını (XRD), electron mikroskobu (SEM), enerji dağılım spektroskopisi (EDS), ve yüzey alanı ölçüm cihazı (BET) kullanılarak yapılmıştır. Potasyum borhidrürün hidrolizinden hidrojen üretimi için; farklı metal katalizörlerin oranları, optimun destek (GO) miktarı, KOH konsantrasyonu, farklı KBH4 konsantrasyonu, farklı katalizör miktarları ve farklı sıcaklık parametrelerin etkisi incelenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerden elde edilen veriler kullanılarak kinetik çalışmalar sonucunda Co-B, Co-Mo-B, grafen oksit destekli Co-B katalizörü ve grafen oksit destekli Co-Mo-B için aktivasyon enerjileri ve reaksiyon dereceleri tespit edilmiştir. Bunun yanında sentezlenen katalizörlerin; kullanılabilir ve düşük maliyette olduğu ve katalitik aktifliğinin de değerli metallerle elde edilen katalizörlere yakın bir değerde olduğu görüldü.
Borik asitin metastabil bölge genişliğine antisolvent etkisi
Bu tez çalışmasında borik asittin kristallizasyon ile üretiminde önemli bir yere sahip olan aşırı doygunluk verme hızı ve nükleasyon koşullarının belirlenmesi ve bunlara bağlı olarak metastabil bölge genişliğinin değişimi çeşitli parametrelere bağlılığı incelenmiştir. Bu amaçla, farklı sıcaklıklarda doygun borik asit çözeltilerinde, metsatbil bölge genişliği, sıcaklık, karıştırma hızı, aşırı doygunluk verme hızı ve çözeltide bulunan aşı kristal miktarı gibi parametrelerin her biri için en az 4 farklı değerine bağlı olarak incelenmiştir. Ayrıca, doygun borik asit çözeltilerine farklı miktarlarda antisolvent olarak aseton kullanılarak metastabil bölge ve indüksiyon peryodlarının değişimleri en az 4 farklı değeri için ayrı ayrı incelenmiştir. Diğer tarafta farklı çözücülerin borik asittin sulu çözeltilerine ilave edilmesi ile metastabil bölge genişliği ve indüksiyon peryoduna etkileri ayrı ayrı incelnmiştir.
Perlit destekli manyetik nanoparçacıklar ile çok bileşenli bir sistemde uçucu organik bileşiklerin dinamik rekabetçi adsorpsiyon davranışının değerlendirilmesi
Uçuculuk, zehirlilik ve yayılma özelliklerine sahip uçucu organik bileşikler (UOB'ler) insan sağlığı ve eko-çevre için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Birçok endüstriyel proses, çok bileşenli sistemler olarak ortaya çıkan UOB kirleticileri üretmektedir. Bu nedenle, UOB'lerin rekabetçi adsorpsiyonunun araştırılması pratik ve bilimsel öneme sahiptir. Bu tezde, UOB'ler olarak hedeflenen buhar fazındaki toluen, etilbenzen ve ksilenin yeni bir manyetik nano-adsorbent olarak geliştirilen perlit-destekli Fe3O4@SiO2@8-Hidroksikinolin-5-sülfonik asit (perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA) ile hem tek hem de çok bileşenli sistemlerde adsorpsiyon davranışı aydınlatılmıştır. Birlikte çökeltme yöntemiyle üretilen Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbenti karakterize etmek için taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve Brunauer–Emmett–Teller (BET) analiz teknikleri kullanılmıştır. Tek bileşenli sistemde 30 mg/L giriş konsantrasyonunda toluen, etilbenzen ve ksilenin adsorpsiyon kapasiteleri sırasıyla 546, 662 ve 710 mg/g olarak bulunmuştur. İki bileşenli sistemde 30 mg/L toluen + 15 mg/L etilbenzen ve 30 mg/L toluen + 15 mg/L ksilen giriş konsantrasyonlarında toluenin adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %42 ve %50 azalmıştır. Benzer şekilde, iki bileşenli sistemde 30 mg/L etilbenzen + 15 mg/L toluen ve 30 mg/L etilbenzen + 15 mg/L ksilen giriş konsantrasyonlarında etilbenzenin adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %27 ve %46 azalmıştır. Ayrıca, iki bileşenli sistemde 30 mg/L ksilen + 15 mg/L toluen ve 30 mg/L ksilen + 15 mg/L etilbenzen giriş konsantrasyonlarında ksilenin adsorpsiyon kapasitesi sırasıyla %16 ve %22 azalmıştır. Üç bileşenli sistemde rekabetçi adsorpsiyon kapasiteleri tek bileşenli sisteme göre daha düşük bulunmuştur. Toluen, etilbenzen ve ksilenin perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbenti üzerine adsorpsiyon prosesinde kinetik davranışı değerlendirmek için reaksiyon temelli (psödo-birinci-derece ve psödo-ikinci-derece) ve difüzyon temelli (partikül içi difüzyon, Boyd film difüzyon ve kütle transfer) kinetik modeller kullanılmıştır. Perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbenti, toluen, etilbenzen ve ksilen için sırasıyla %88,91, %88,07 ve %87,16 yeniden kullanım verimliliği sergilemiştir. Bunun yanı sıra, perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA nano-adsorbentin, literatürde bildirilen diğer adsorbentlere kıyasla önemli bir potansiyele sahip olduğu belirlenmiştir. Bu değerlendirmeler ışığında, yüksek adsorpsiyon kapasitesi ve yeniden kullanım verimliliği sergileyen perlit-Fe3O4@SiO2@8-HQ-5-SA, UOB kirleticilerin verimli bir şekilde giderimi için umut verici bir nano-adsorbent olarak önerilmektedir. Ayrıca, bu tez kapsamında elde edilen bulgular, belirli bir adsorbent ile ilişkili olarak buhar fazındaki farklı UOB kirleticiler arasındaki karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyon davranışının daha iyi anlaşılması için önemli bir kanıt niteliğindedir.
Farklı biyokütle-Şırnak kömürü karışımlarının TGA yöntemiyle birlikte piroliz kinetiğinin belirlenmesi
Yenilenemeyen enerji kaynakları olarak ifade edilen; kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil yakıtlar hepimizin günlük hayatının vazgeçilmez bir parçası haline gelmiş ve dünya genelinde artan nüfus ve teknolojik gelişmeler sebebiyle yok olmaya yüz tutmuş durumdadır. Bu sebeple yenilenebilir enerji üretimi ve elde edilen enerjinin çeşitli alanlarda kullanımı son yüz yılda giderek hız kazanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan biyokütle, kaynağını her türlü hayvansal, bitkisel, mikrobiyal atıktan alabilmektedir. Böylelikle hem atıkların çevreye vermiş olduğu zarar azaltılmakta hem de daha temiz enerji elde edilebilmektedir. Yaptığımız çalışmada kullandığımız bamya sapı, tütün sapı gibi tarımsal atıklar değerlendirilmiş olmakla birlikte rezervleri sınırlı olan doğal kaynaklar korunarak daha temiz bir çevre için üretilebilecek yeni enerji alternatifleri oluşturulması amaçlanmıştır. Biyokütle enerjisi üretiminde en çok tercih edilen termokimyasal dönüşüm proseslerinden biri biyokütlenin pirolizidir. Bu çalışmada bamya sapı, tütün sapı, Şırnak kömürü, 1:1 oranında bamya sapı-Şırnak kömürü ve tütün sapı-Şırnak kömürü karışımlarının piroliz kinetiği incelenmiş ve parametreler belirlenmiştir. Her bir biyokütle için termal bozunma analizleri 5oC/dk., 10 oC/dk., 15 oC/dk. ve 20 oC/dk ısıtma hızlarında hesaplanmıştır. Termogravimetrik analiz sonuçlarına ait TG ve DTG grafikleri çizilmiştir. Kinetik çalışması, hem model içeren yöntem olan Coats-Redfern yöntemi hem de model içermeyen yöntemler olan Flynn-Wall-Ozawa(FWO) ve Kissinger-Akahira-Sunose(KAS) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Grafikler ve doğrusal denklemleri oluşturularak çalışılan biyokütleler için aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır.
Hayvan gübresinin-farklı biyokütle karışımlarının birlikte piroliz kinetiğinin izotermal olmayan yöntemle belirlenmesi
Günümüzde her geçen gün yenilenen teknoloji ve nüfus artışı enerji tüketimini de artırıp Petrol, doğal gaz, kömür gibi fosil yakıt kaynaklarını tükettiği için bu yakıtların yerine alternatif enerji kaynaklarına ihtiyaç duyulur. Yenilebilir enerji çevre dostu olduğundan en iyi alternatif enerji kaynağıdır. Yenilenebilir enerji ısıtma, ulaştırma, elektrik üretimi gibi alanlarda kullanılması, yerli nitelikli olması, yakıt maliyetinin düşük olması temiz ve çevreci olmasıyla son yıllarda önem kazanmış. Güneş enerjisi, hidroelektrik enerji, rüzgar enerjisi, biyokütle enerjisi, jeotermal enerji ve gelgit enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Biyokütle, kaynağını her türlü hayvansal, bitkisel, mikrobiyal atıktan alabilir. Böylelikle hem atıkların çevreye vermiş olduğu zarar azaltılır hem de temiz enerji elde edilir. Biyokütle enerjisi üretiminde en çok tercih edilen termokimyasal dönüşüm prosesi biyokütlenin pirolizidir. Bu tezde; Siirt fıstığı kabuğu ve koyun gübresi hammaddelerin tekli ve 1/1 oranında karıştırılıp badem kabuğu-koyun gübresi ve Siirt fıstığı kabuğu-koyun gübresi karışımların piroliz kinetiği TGA yöntemiyle incelenir. Piroliz kinetik çalışmaları, modele bağlı yöntem olan Coats-Redfern yöntemi, ve modelden bağımsız olan Flynn-Wall-Ozawa ve Kissinger-Akahira-Sunose yöntemleri kullanılıp çalışılmış. TGA yönteminde dört farklı ısıtma hızının (5 oC/dk,10 oC/dk,15 oC/dk ve 20 oC/dk) etkisi incelenmiş. Hammaddelerin elemental bileşimini belirlemek için elemental analizleri yapılmış. Hammaddelerin yapısında oksijen miktarının fazla oluşu hammaddelerin yakıt olarak kullanılabilirliğini gösterir. Biyokütlelerin koyun gübresiyle kullanılması aktivasyon Ea azaltır.
Farklı kaynaklardan NiO nanoparçacıklarının biyosentezlenmesi; karakterizasyonu ve fotokatalitik aktivitesinin belirlenmesi
Son zamanlarda, atık biyokütlelerin ekstraktları kullanılarak nanoparçacıkların sentezi, azaltılmış kimyasal toksisiteleri nedeniyle dünya çapında çok sayıda araştırmacının ilgisini çekmektedir. Bu çalışmada limon, portakal ve mandalina kabuğundan hidrotermal yöntemle elde edilen ekstrakt kullanılarak yeşil sentez yöntemiyle NiO nanoparçacıkları sentezlenmiştir. Sentezlenen NiO nanoparçacıkların karakterizasyonu taramalı elektron mikrokopu (SEM), enerji dağılımlı spektroskopisi (EDX), X-ışınları deseni kırınımı (XRD) ve geçirimli elektron mikroskopu (TEM) ile gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen NiO nanoparçacıkları metilen mavisinin fotokatalitik indirgenmesinde katalizör olarak kullanılmıştır. Metilen mavisinin fotokatalitik indirgenmesinde indirgeyici ajan olarak NaBH4 kullanılmıştır. Metilen mavisin fotokatalitik indirgenmesinde çözelti başlangıç PH, NaBH4 konsantrasyonu, metilen mavisi konsantrasyonu ve katalizör miktarı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Metilen mavisinin NaBH4 ile fotokatalitik indirgenmesi yalancı birinci dereceden olduğu ve hız sabitinin limon kabuğu ekstrağından elde edilen NiO nanoparçacıkları (L-NiO NPs), portakal kabuğu ekstrağından elde edilen NiO nanoparçacıkları (P-NiO NPs) ve mandalina kabuğu ekstrağından elde edilen NiO nanoparçacıkları (M-NiO NPs) için sırayla 1,56 dak⁻¹, 0,66 dak⁻¹ ve 1,12 dak⁻¹ olduğu belirlenmiştir. Çevre dostu olan yeşil sentez yöntemiyle limon, portakal ve mandalina kabuğu ekstrağından sentezlenen NiO nanoparçacıkların metilen mavisinin fotokatalitik indirgenmesinde aktif olduğu ve kullanılabilir olduğu tespit edilmiştir.
Yeşil sentez yöntemi ile üretilen metal oksit katalizörlerinin PEM yakıt pili hücrelerinde uygulamaları
PEM yakıt hücreleri çevre dostu güç kaynakları ile ilgili sorunu hafifletmek ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının sürdürülebilirlik problemini ortadan kaldırmak için en güçlü alternatiftir. PEM yakıt hücre teknolojisinin ticarileştirilmesi, Pt bazlı katalizörlerin yüksek maliyeti nedeniyle büyük ölçüde engellenmiştir. Bu engellerin üstesinden gelebilmek için, düşük maliyetli, elektriksel iletkenliği güçlü metal-destek etkileşimli destekleyici malzemeler kullanılarak Pt yüklemesini azaltmak ve dayanıklı aktif katalizörler kullanmaktır. Bu tez çalışmasında, yeşil sentez yöntemi ile incir yaprağı ekstrağı kullanılarak FeO, ayrı ayrı farklı yüzdelerde (%1, %5 ve %10) Cu ve Zr katkılı FeO nanoparçacıkları sentezlendi. Sentezlenen nanoparçacıklar, kimyasal indirgeme yöntemi kullanılarak platin ve aktif karbon ile katkılandırılarak Pt-FeO/C, Pt-CuFeO/C, Pt-Cu5FeO/C, Pt-Cu10FeO/C, Pt-ZrFeO/C, Pt-Zr5FeO/C ve Pt-Zr10FeO/C katalizörleri sentezlendi. Sentezlenen katalizörler, tek hücreli PEM yakıt pilinde ayrı ayrı anot ve katot elektrokatalizörü olarak kullanıldı. Sentezlenen katalizörlerin, PEM yakıt pili hücresi uygulamalarında farklı hücre (40, 50, 60 ve 70 ºC) sıcaklıklarında çalışılarak en iyi aktivitenin ölçüldüğü hücre sıcaklıkları belirlendi. Yakıt pilini beslemek için verilen gaz debileri, oksijen için 40 mL/dk ve hidrojen için 20 mL/dk ayarlanarak %100 hücre nemlendirilmesinde çalışıldı. Yakıt pili hücresinin farklı sıcaklıklarda oluşturulan akım yoğunluğu-gerilim-güç yoğunluğu polarizasyon eğrileri ile hücrenin aktivitesi ve verimi incelendi. Sentezlenen katalizörler 70 ºC hücre sıcaklığında katot elektrokatalizörü olarak kullanımında güç yoğunlukları arasında PtCu5FeO/C >PtZrFeO/C> PtFeO/C> Pt/C ve aynı sıcaklıkta anot elektrokatalizörü olarak kullanımında ise PtZrFeO/C> PtCu5FeO/C> PtFeO/C> Pt/C görüldü. Katot elektrokatalizörü olarak PtCu5FeO/C katalizörü anot elektrokatalizörü için ise PtZrFeO/C katalizörü çok iyi bir aktivite gösterdi. Sentezlenen katalizörlerin elektrokimysal CV ölçümleri, morfolojik yapıları ve fiziksel özellikleri de FTIR, SEM-EDX, BET ve XRD analizleri de yapılarak değerlendirildi.
Yeşil sentezle (hidrotermal/solvotermal) karbon kuantum noktaları sentezi; dimetil aminboran ve sodyum borhidrürde hidroliz epkimelerindeki katalitik performanslarının teorik ve deneysel incelemesi
Hidrojen depolama olarak kullanılan kimyasal hidritler, hidrojenin kimyasal bileşiklerde güvenli olarak depolanması, verimli bir şekilde taşınması ve istenildiğinde hidrojeni serbest bırakılmasının en etkili yollarından biri olarak görülmektedir. Bu tez çalışmasında; Şu ana kadar kimyasal hidrojen depolama malzemelerinden olan ve en fazla kullanılan Sodyum borhidrür (SBH)'ün yanında hidrojen depolama kapasitesi yüksek ve hidrojen depolama malzemeleri arasında en umut verici olan Dimetil aminboran (DMAB) kullanıldı. Bununla birlikte üreden, hidrotermal ve solvotermal şartlar altında elde edilen karbon kuantum noktaları (CQD) üzerine Ni metali doplanarak, elde edilen katalizörlerin (farklı yükleme türü, farklı NaOH etkisi, farklı katalizör miktarı, farklı borhidrür konsantrasyonu, sıcaklık ve tekrar kullanılabilirlik) hidrolizleri yapılarak SBH ve DMAB'ın hidrojen üretimi üzerine katalitik performansları incelenmiştir. Ayrıca bu tez çalışmasında moleküler dinamik programı ile teorik farklı sıcaklıklarda hidroliz gerçekleştirilerek hem NaBH4 hem de DMAB için terik hesaplama yapıldı. Bunun da deneysel çalışmalarda gerçekleştirilen hidroliz sonuçlarıyla bire bir ötüştüğü görülmüştür. Son olarak hazırlanmış metal nanokümelerin ICP-OES (İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi), XRD (X-Işınları Kırınımı), XPS (X-Işınları Fotoelektron Spektroskopisi), TEM (Geçirimli Elektron Mikroskopu), TEM/EDX (Geçirimli Elektron Mikroskopu/Enerji Dağılımlı XIşını Spektroskopisi), ve ATR-IR (Fourier Dönüşümlü-İnfrared Spektroskopisi) gibi ileri analitik ve spektroskopik yöntemler kullanılarak tanımlanmıştır. Hazırlanan katalizörlerin hidrazin-boranın tam bozunma tepkimesinde tekrar kullanılabilirlik performansları da incelendikten sonra farklı sıcaklıklarda katalitik tepkimeler gerçekleştirilerek en etkin metal nanoküme için aktivasyon parametreleri (Ea: Aktivasyon Enerjisi; ΔH*: Aktivasyon Entalpisi; ΔS*: Aktivasyon Entropisi) hesaplanmıştır.
Dağdağan çekirdeği (Celtis australis) destekli katalizörlerin hidrojen üretme ve enerji depolama kapasitelerinin araştırılması
Bu çalışmanın amacı, organik atık dağdağan çekirdeğinden (DAN) üretilen düşük maliyetli mikrodalga destekli aktif karbonun, NaBH4'ün metanoliz reaksiyonunda etkin bir katalizör ve süperkapasitörlerde yüksek performanslı bir elektrot malzemesi olarak kullanım potansiyelini araştırmaktır. Bu bağlamda, aktif karbonun sentezi için çeşitli parametreler optimize edilmiştir. Bu parametreler arasında kimyasal aktivatör türü (KOH, H2SO4, H3PO4, K2CO3, CH3COOH), emdirme oranı (1:0,025, 1:0,05, 1:1, 1:2, 1:3), emdirme süresi (12s, 24s, 36s, 48s), mikrodalga gücü (250W, 500W, 750W, 1000W) ve mikrodalga süresi (5dk, 10dk, 15dk, 20dk) yer almaktadır. Optimum katalizör, H2SO4 kimyasal aktivatörünün 1:1 oranında kullanıldığı, 24 saat emdirme süresi uygulanan, 500 watt mikrodalga gücü ile 10 dk mikrodalga süresinde elde edilerek DAN-S-kat olarak adlandırılmıştır. Hazırlanan katalizörün etkinliğini ve performansını optimize etmek amacıyla, reaksiyon sıcaklığı, NaBH4 konsantrasyonu, katalizör miktarı ve tekrar kullanılabilirlik gibi çeşitli parametreler detaylı bir şekilde incelenmiştir. DAN-S katalizörü ile 30 °C'de gerçekleştirilen %2,5 NaBH4 metanoliz reaksiyonundan elde edilen maksimum hidrojen üretim hızı (HGR) 8379 mL/dk.gkat olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, bu katalizörün aktivasyon enerjisi 42,84 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. DAN-S katalizörün karakterizasyonu için SEM-EDX, BET, XRD ve FTIR analiz teknikleri kullanılmıştır. Katalitik etkinliği en yüksek katalizörün enerji depolama özelliklerini değerlendirmek amacıyla döngüsel voltametri, galvanostatik şarj-deşarj ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testler sonucunda, DAN-S katalizörünün 0,25 A/g akım yoğunluğunda 73,19 F/g kapasitans değeri, 2,88 Wh/kg enerji yoğunluğu ve 418,06 W/kg güç yoğunluğu sağladığı hesaplanmıştır.
Ru nanokatalizörlerin yeşil sentezi; tanımlanması ve amonyak boranın hidroliz tepkimesindeki katalitik uygulaması
Bu çalışmada, oda sıcaklığında amonyak boranın (AB) hidrolitik dehidrojenasyonu için oldukça aktif bir katalizör olarak karbon kuantum (CQD) destekli ve Ru bazlı nanokatalizörler sentezlendi. Kolayca sentezlenen katalizörler Ru@CQD-TCA ve Ru@CQD-ATCA olarak adlandırılarak katalizörlerinin tanımlanmasında UV-görünür bölge spektroskopisi, elektron mikroskopisi (TEM), .-ışını kırınım cihazı (XRD) ve .-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS) gibi ileri analitiksel yöntemler kullanıldı. Bu analitik yöntemlerde, katalizörlerin CQD üzerinde iyi dağıldıklarını ve ortalama partikül boyutlarının 3,17 nm ve 1,2 nm olduğunu ortaya koydu. Bununla birlikte, Ru@CQD-TCA katalizörünün 25 oC'de TOF miktarı =297 dak-1 hidrojen üretim hızı da 55260 mL/dak.g olduğu, Ru@CQD-ATCA katalizörünün ise TOF değeri= 410 dak-1 hidrojen üretim hızı da 102100 mL/dak.gr kat olduğu belirlendi. Mevcut çalışma, Ru@CQD-TCA ve Ru@CQD-ATCA tarafından katalizlenen AB'nın hidrolitik dehidrojenasyonunun ayrıntılı kinetik çalışmalarını sunmaktadır, katalitik deneylerin sonuçları farklı sıcaklıklarda, substrat ve katalizör konsantrasyonlarında gerçekleştirilmiştir. Burada Ru@CQD-TCA ve Ru@CQD-ATCA katalizörlerinin kinetik parametrelerine bakıldığında ise Ru@CQD-TCA katalizörünün aktivasyon enerjisi (Ea)= 39,26 kJ/mol, aktivasyon entalpisinin ΔH# = 36,9 kJ/mol olduğu aktivasyon entalpisinin de ΔS#= -69,2 J/mol.K olduğu tespit edilmiştir. Ru@CQD-ATCA katalizörünün ise aktvasyon enerjisinin 22,22 kJ/mol, ΔH# = 19,65 kJ/mol olduğu aktivasyon entalpisinin de ΔS#= -29,65 J/mol.K olduğu görülmüştür.
Bazı bitkisel kaynaklardan elde edilen esansiyel yağların bileşiminin analizi ve kolonya üretiminde kullanılması
Uçucu yağ (esansiyel yağlar); bitkilerin yapraklarından, meyvelerin kabuklarından veya kök kısımlarından elde edilen her bitkiye has bitki özütüdür. Uçucu yağlar oda sıcaklığında sıvı haldedir, kolaylıkla kristalleşirler, çoğunkukla renksiz veya açık sarı renklidirler, uçucu, keskin kokulu, doğal bir üründür. Esansiyel yağlar su ile karışmadığından ve su yüzeyinde tabaka oluşturduğundan yağ olarak tanımlanırlar, Esansiyel yağlar sabit yağlar ile farklılıklar göstermektedir. Uçucu yağlar yağ asidi trigliserit özellik göstermezler. Fakat ışık ve havaya maruz kaldıklarında zamanla oksitlenir ve reçineleşirler. Uçucu yağlar Sulu etanolde çözünürken sabir yağlar çözünmezler. Bu tez çalışmasında, farklı doğal kaynaklardan elde edilen esansiyel yağların parfüm ve kolonya üretiminde kullanılması deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması kapsamında LAVANTA, ADAÇAYI, GÜL ve PAPATYA bitkileri incelenmiştir. Çalışmada kullanılan Lavanta, Adaçayı, Gül ve Papatya bitkileri özel ortamda yetiştirilmiş ve deneysel uygulamalarda kullanılmıştır. Kullanılan bitkilerin yetiştirilmesinde herhangi bir destekleyici kimyasal kullanılmamış tamamen doğal koşullarda yetiştirilmiştir. Elde edilen yağların piyasadaki mevcut yağlardan daha iyi sonuçlar verdiği saptanmıştır. İncelenen ürünlerden yağ eldesi clavenger ekstraksiyon cihazı ile yapılmıştır. Solvent olarak saf su kullanılmıştır. Elde edilen yağların piyasadaki yağlarla karşılaştırılması yapılmış olup yetiştirilen ürünlerin yağ miktarlarının piyasadaki mevcut ürünlerden daha fazla miktarda yağ elde edildiği saptanmıştır. Elde edilen yağlar parfüm ve kolonya üretiminde kullanılarak koku, kalite ve maliyet oranları hesaplanmıştır. Alınan sonuçlara göre önerilen yöntemin mevcut yöntemlere göre çok daha etkili olduğu görülmüştür
Ceviz kabuğu atıklarından Taguchi yöntemiyle üretilen destekli katalizörlerin hidrojen üretme ve enerji depolama kapasitelerinin araştırılması
Bu çalışma kapsamında, organik atık türlerinden biri olan ceviz kabuğundan (CK) sodyum borhidrürün (NaBH4) metanolizinde kullanılmak üzere katalizörler sentezlenmiştir. Bu katalizörlerden en verimli olanının belirlenmesinde Taguchi yöntemi kullanılarak zamandan, malzemeden ve işgücünden tasarruf sağlanması amaçlanmıştır. Ardından, katalitik aktivitesi en yüksek olarak belirlenen katalizör kullanılarak farklı katalizör miktarları, NaBH4 derişimleri ve reaksiyon sıcaklıklarında en yüksek hidrojen üretimini sağlamak amacıyla metanoliz deneyleri yapılmıştır. Ayrıca hidrojen üretimi reaksiyonlarında çözücü olarak metanol+propilen glikol karışımı kullanılarak hidrojen üretim hızı (HGR) üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Bu amaçla deney parametrelerinin etkisi araştırılmış ve çeşitli katalizör miktarları, NaBH4 derişimleri ve reaksiyon sıcaklıklarında deneyler yapılmıştır. CK-katalizörü kullanılarak gerçekleştirilen metanoliz reaksiyonlarında elde edilen maksimum HGR 5013,9 ml dk-1g-1 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, bu katalizörün aktivasyon enerjisi 9,80 kJ/mol olarak bulunmuştur. Çözücü olarak metanol/propilenin kullanıldığı reaksiyonda HGR 49800 ml dk-1g-1 ve aktivasyon enerjisi de 45,47 kJ/mol olarak tespit edilmiştir. CK-katalizörünün karakterizasyonunda XPS, XRD, FTIR ve SEM-EDX analizleri kullanılmıştır. Ayrıca katalitik aktivitesi en yüksek CK-katalizörü, süperkapasitör tasarımında elektrot malzemesi olarak kullanılmış ve elektrokimyasal performansı incelenmiştir. Katalizörün enerji depolama kapasitesini bulabilmek için elektrokimyasal ölçümler yapılmıştır. Bu amaçla Döngüsel Voltametri (CV), Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS), Galvanostatik Şarj-Deşarj (GCD) ve kararlılık döngü analizleri yapılmıştır.
Hibrit enerji sistemleriyle enerji üretimi ve endüstriyel işletmelerin atık gazından karbondioksitin yakalanması
İnsanların artan enerji ihtiyacı fosil yakıtlara rağbeti arttırmıştır. Fosil yakıtlara alternatif olarak nükleer enerji santralleri enerji üretmek için kullanılmaya başlandıysa da hem fosil yakıtlar hem de nükleer enerji artıkları çevreye ve dolayısıyla insana zararlar vermektedir. Çevreyi kirletmesi ve insan sağlığı üzerinde hasarlar bırakması sebebiyle, fosil yakıtlar ve nükleer enerji yerine çeşitli arayışlar başlamıştır. Önerilen ve umutları yeşerten çözüm, yenilenebilir enerji kaynakları olmuştur. Tek başına ve iki ya da daha fazla yenilenebilir enerji kaynağından oluşan hibrit enerji sistem uygulamaları kullanılabilmektedir. Bir diğer çevre kirliliğine yol açan unsur fabrika gibi büyük üretim tesislerinde üretim esnasında açığa çıkan karbondioksittir. Burada açığa çıkan karbondioksit çevre kirliliğinin yanı sıra dünya ekosistemine de olumsuz etkileri olmaktadır. Gittikçe kirletilen dünyamızı yaşanılamaz bir yer olmadan korumak bütün insanların görevi olmalıdır. Tezimizin amacı; sanayileşme döneminden itibaren üretim ile birlikte açığa çıkan CO2'yi yakalama ve depolama teknolojileri kullanılması ve ayrıca güneş enerjisi yardımıyla kurulacak olan hibrit enerji sistemi ile kirlenen dünyamızın bir nebze de olsa nefes almasını sağlamak. Daha sonrasında bu teknolojilerin kullanımını arttırarak daha temiz bir dünyayı yarınlara bırakmak. İlk çalışmada, Batman ili Hasankeyf ilçesinde yer alan, 36 haneden oluşan Aksu Köyü için güneş ve dizel enerjilerinden faydalanılarak hibrit enerji santrali tasarımı, HOMER Pro Programı yardımıyla yapılmıştır. İkinci çalışmada, üretim sonucunda açığa CO2 gazının yakalanarak çevre kirliliğinin önlenmesi amaçlanmaktadır. Batman ve Siirt bölgelerine yakın bir endüstriyel üretim tesisinde uygun çözeltiler kullanılarak açığa çıkan CO2'nin yakalama simülasyonu Aspen Plus programı yardımıyla yapılmıştır.
Yeşil sentez yöntemiyle elde edilen metal oksit bazlı katalizörlerin pem yakıt pili uygulamalarındakiperformanslarının incelenmesi
Yakıt pilleri, temiz enerji üretimi açısından çevre dostu ve yüksek verimli teknolojiler arasında yer almakta olup, özellikle taşınabilir ve sabit enerji sistemlerinde giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Proton değişim membranlı yakıt pilleri (PEMFC), düşük çalışma sıcaklığı, yüksek güç yoğunluğu ve hızlı tepkime süreleri sayesinde dikkat çeken bir yakıt pili türüdür. Bu sistemlerde kullanılan elektrokatalizörler, yakıt pilinin genel performansını doğrudan etkilemektedir. Bu nedenle, yüksek elektrokimyasal aktiviteye ve termal kararlılığa sahip alternatif katalizörlerin geliştirilmesi, PEMFC teknolojisinin yaygınlaşması açısından kritik öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, dört farklı platin bazlı nanoparçacık katalizörün (Pt@ZrMnO/C, Pt@ZrWO/C, Pt@NiMnO/C ve Pt@NiWO/C) PEMFC sisteminde farklı hücre sıcaklıklarındaki elektrokimyasal performansları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Performans değerlendirmeleri; polarizasyon eğrileri, akım yoğunluğu ve güç yoğunluğu gibi temel parametreler üzerinden gerçekleştirilmiştir. Pt@ZrMnO/C ve Pt@ZrWO/C nanoparçacıkları düşük sıcaklıklarda (40–50 °C) yüksek hücre potansiyeli sergilerken, Pt@NiMnO/C ve Pt@NiWO/C nanoparçacıkları daha geniş sıcaklık aralığında stabil ve yüksek performans göstermiştir. 60 °C'de tüm katalizör gruplarında maksimum güç yoğunluğu elde edilirken, 70 °C'de performans düşüşleri gözlemlenmiştir. Bu durum, yüksek sıcaklıkların membran nem dengesini bozarak proton iletkenliğini olumsuz etkileyebileceğini göstermektedir. Sonuçlar, PEMFC sistemlerinde uygun katalizör seçiminin sadece malzeme yapısına değil, aynı zamanda çalışma sıcaklığına bağlı olarak optimize edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır.
Biyokütle temelli katalizör varlığında NaBH4'ün farklı çözücü ortamlarındaki hidrojen üretiminin incelenmesi
Enerji ihtiyacının her geçen gün artması, mevcut fosil yakıt rezervlerinin sınırlı oluşu ve çevresel sürdürülebilirliğin zorunluluğu, alternatif enerji kaynaklarının araştırılmasını kaçınılmaz hâle getirmiştir. Bu bağlamda hidrojen enerjisi, yüksek enerji yoğunluğu ve yanma sonucunda yalnızca su buharı üretmesi gibi çevre dostu özellikleri nedeniyle ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, yenilenebilir ve temiz enerji kaynağı olan hidrojeni üretmek için hidrojen deposu olarak sodyum borhidrür (NaBH4) kimyasalı kullanılmıştır. Depolanmış hidrojeni güvenilir ve verimli bir şekilde üretmek için biyokütle temelli katalizör sentezlenmiş ve kullanılmıştır. Biyokütle kaynağı olarak Siirt kısalında yetişen Prosopis Farcta bitkisinin meyvesi kullanılmıştır. Biyokütle farklı işlemlerden geçirilerek katalizör olarak sentezlenmiştir. Katalizörün optimum verimle hidrojen ürettiği koşullar belirlenmiştir. Yapılan deneylerde %30 KOH ile muamaele edilen biyokütle 24 saat 75 oC'de etüvde bekletilmiştir. Daha sonra 450 oC'de 45 dk boyunca karbonizasyona tabi tutulmuştur. Yıkanıp süzülerek kullanıma hazır hale getirilmiştir. Sentezlenen katalizörün yüzey yapısı ve morfolojisi hakkında bilgi almak için BET (Yüzey Alanı Ve Porozite(Gözeneklilik) Analizi), SEM-EDS (Taramalı Elektron Mikroskopu -Enerji Dağılım Spektroskopisi) haritalama ve XRD (X- ışını difraksiyonu) karakterizasyon teknikleri kullanılmıştır. Hidrojeni üretmek için çözücü ortamı olarak metanol, etil alkol, propilen glikol ve çözücü karışımları kullanılmıştır. Yapılan deneylerde Prosopis Farcta meyvesinden elde edilen katalizör (PFK) en iyi aktiviteyi metanol + propilen glikol çözücü ortamında göstermiştir. Yapılan deneyeler ve hesaplamalarda aktivasyon enerjisi 26.775 kj/mol ve ilk hızı 11325 mL H₂/gcat/dk olarak hesaplanmıştır.
Nar kabuğu ekstrağından coo nanoparçacıklarının yeşil sentezi, katalizör destek malzemesi olarak kullanılması ve bu destek malzemenin pem yakıt pili uygulaması ile etkinliğinin incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, sodyum bor hidrürün (NaBH4) hidroliz reaksiyonunda yüksek katalitik etkinliğe sahip olan rutenyum (Ru) metaline destek malzemesi olarak kobalt oksit (CoO) nanoparçacıkları başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. CoO nanoparçacıkları, çevre dostu ve sürdürülebilir bir yöntem olan yeşil sentez yaklaşımı kullanılarak nar kabuğu ekstraktı aracılığıyla üretilmiştir. Bu yöntem, toksik kimyasalların kullanımını en aza indirerek hem çevreye duyarlılık sağlamış hem de doğal kaynaklardan yararlanılarak inovatif bir sentez stratejisi sunmuştur. CoO nanoparçacık destekli Ru katalizörün fiziksel ve kimyasal özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX), X-ışını kırınımı (XRD) ve Raman spektroskopisi gibi ileri karakterizasyon teknikleri kullanılarak detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Bu karakterizasyon çalışmaları, katalizörün homojen dağılımını, yüksek saflıkta sentezlendiğini ve yapısal stabilitesini doğrulamıştır. Özellikle SEM analizleri, CoO nanoparçacıkların boyutlarının nanometre ölçeğinde olduğunu ve bu sayede geniş yüzey alanına sahip olduklarını ortaya koymuştur. NaBH4 hidroliz reaksiyonundaki katalitik performans testlerinde, farklı parametrelerin etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu parametreler arasında NaOH konsantrasyonu, NaBH4 konsantrasyonu, katalizör miktarı ve reaksiyon sıcaklığı bulunmaktadır. Çalışmalar sonucunda, CoO nanoparçacık destekli Ru katalizörünün optimum performansını %2,5 NaOH konsantrasyonunda sergilediği belirlenmiştir. Ayrıca, NaBH4 konsantrasyonunun artırılmasıyla birlikte reaksiyon hızında artış gözlemlenmiştir. Katalizör miktarının ve sıcaklık artışının da reaksiyon kinetiğini pozitif yönde etkilediği tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, katalizörün NaBH4 hidrolizinde etkili bir performans sergilediğini ve bu reaksiyonun kinetik parametrelerinin detaylı bir şekilde anlaşılmasını sağlamıştır. Ayrıca, CoO nanoparçacık destekli Ru katalizörüne platin (Pt) doplanarak proton değişim membranı (PEM) yakıt pillerinde kullanım potansiyeli araştırılmıştır. Bu çalışma, Pt doplanmış CoO destekli Ru katalizörün PEM yakıt pilinde yüksek aktivite sergilediğini göstermiştir. Pt doping işleminin, katalizörün elektrokimyasal kararlılığını artırdığı ve yakıt pil performansına önemli katkılar sağladığı belirlenmiştir.
Metal organik kafes yapılarının diol içeren biyomolekül tayini ve izolasyonu için kullanılabilirliğinin incelenmesi
Metal-organik kafeslerin (MOF' ların), yüksek yüzey alanı ve modifikasyon kolaylığı gibi çok yönlü özellikleri nedeniyle proteomik uygulamalarında kullanımları, malzeme bilimi araştırmalarına önemli katkı sağlamaktadır. Afinite sorbentleri olarak, geleneksel olarak kullanılan malzemelerden daha yüksek seçicilik, hassasiyet ve tekrarlanabilirlik özelliklerine sahip oldukları için glikoproteinler, sakkaritler ve nükleosidler gibi diol içeren biyomoleküllerin zenginleştirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Diol içeren biyomoleküllerin seviyeleri insanların fizyolojik durumunu yansıttığı ve bu nedenle hastalık teşhisinde önemli olduğu için bu biyomoleküller, fizyolojik farmakoloji alanında yapılan çalışmalarda aktif bir rol oynamaktadır. Bu nedenle diol içeren moleküller için yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip bir sorbentin tasarlanması ve geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, 4-formilfenilborik asit (FPBA) ile fonksiyonelleştirilmiş zirkonyum aminobenzendikarboksilat bazlı MOF (UiO-66-NH2) malzeme, yeni bir boronat afinite materyali (FPBA-UiO-66-NH2) olarak uygun pH (pH=8.5) 'ta biyomoleküllerin seçici olarak zenginleştirilmesi ve elüsyonu için kullanılmıştır. Boronik asit ve diol grubu arasındaki afinite sonucu biyomolekül olarak seçilen β-NAD için 80 mg/g'lik yüksek bir adsorpsiyon kapasitesine yüksek seçicilik ve kullanılabilirlik ile ulaşılmıştır. Adsorbe edilen β-NAD, kantitatif desorpsiyon oranı ile nötr pH tampon ortamında kolayca izole edilmiştir. Son birkaç yılda özellikle kolorimetrik biyoalgılama, biyolojik bilimlerde ve analitik kimyada yoğun ilgi görmektedir. Bu yöntem basitlik, hızlılık ve düşük maliyet avantajlarına sahip olmasının yanında herhangi bir karmaşık enstrümantasyona gerek duymamaktadır. Kontrol edilebilir hazırlama yöntemlerinin oluşu, değiştirilebilir yapıları, ayarlanabilir aktiviteleri ve yüksek stabiliteleri sayesinde MOF'lar mükemmel peroksidaz taklitleridir. Son yıllarda, MOF' ların biyoalgılama uygulanmalarına ilişkin çalışmalar hız kazanmıştır. Tez kapsamında, diol içeren biyomolekülün kolorimetrik tespiti için geliştirilen MOF bazlı nanozim yüksek peroksidaz katalitik aktivite sergilemiştir. Sentezlenen malzeme, renksiz o-fenilen diaminin (OPDA) sarı ürün olan oxOPDA' ya oksidasyonunu katalize etmiş ve bu değişim 416 nm'de adsorpsiyon değerinde belirgin bir değişikliğe yol açmıştır. Bu yöntem, tampon çözeltisi içerisindeki β-NAD'ın seçici tayini ve miktarının belirlenmesi için uygulanmıştır. Optimum koşullarda elde edilen kalibrasyon grafiğinin 0-0.75 mM aralığında doğrusal olduğu görülmüştür. Yöntemin tayin sınırı (LOD) 0.033 mM (S/N=10 alınarak) olarak hesaplanmıştır. Tüm sonuçlar, geliştirilen boronik asit grubu ile fonksiyonelleştirilmiş MOF malzemesinin diol içeren biyomoleküllerin izolasyonu ve tayini için umut verici bir malzeme olduğunu göstermektedir.
Derin ötektik çözücüler kullanılarak lityum içeren borlu atıklardan lityum ekstraksiyonunun incelenmesi
Lityum, dünya üzerinde kısıtlı yerlerde bulunan ve kimyasal özelliklerinden dolayı günümüzde özellikle lityum-iyon pillerde çok kullanılan bir elementtir. Lityumun küresel önemi, hem var olan üretim tekniklerinin geliştirilmesine yönelik yapılan çalışmaları hem de pil atıkları, lityum içeren bor atıkları gibi atıklardan lityumun geri kazanılması için yapılan araştırmaları artırmıştır. Bu tez çalışmasında Eskişehir Kırka Eti Maden İşletmeleri borlu atığında bulunan lityum(I) iyonlarının ekstraksiyonunda petrokimyasal çözücülerin yerine çevreci özellik gösteren uygun maliyetli derin ötektik çözücülerin (DÖÇ) (deep eutectic solvent/DES) kullanılması araştırılmıştır. Çalışmaların ilk kısmında öncelikle bor atığının yapısı FTIR, XRD, TGA ve SEM/EDS'de incelenmiş, bor atığının smektit türünde lityumlu kil yapısı içerdiği, ana bileşenlerinin dolomit ve tinkalkonitten oluştuğu tespit edilmiştir. Kesikli karıştırmalı sistemde gerçekleştirilen ekstraksiyon çalışmalarında öncelikle referans olarak farklı derişimlerdeki H2SO4 çözeltileri çözücü olarak kullanılarak, borlu atıktaki lityum(I) ekstraksiyonu katı(borlu atık miktarı)/sıvı (çözücü hacmi) oranının ve sıcaklığın fonksiyonu olarak incelenmiştir. Daha sonra hidrojen bağ alıcısı olarak kolin klorürden ve hidrojen bağ vericisi olarak üre/etilen glikol/laktik asit/p-toluen sülfonik asitten oluşan çeşitli DÖÇ türleri hazırlanarak borlu atıktan lityum(I) ekstraksiyonu araştırılmıştır. Son olarak uygun DÖÇ türü belirlenerek lityum(I) ekstraksiyonuna yine katı/sıvı oranının, sıcaklığın ve karıştırma hızının etkileri incelenmiştir. Bulunan sonuçlar kolin klorür (ChCl), saf su ve p-toluen sülfonik asit(PTSA)ten 1:2:1 (mol/mol/mol) oranında hazırlanan DÖÇ'ün yüksek sıcaklıklarda ve karıştırma hızlarında H2SO4 çözeltisine göre daha yüksek hız ve verimde lityum(I) ekstraksiyonu sağladığını göstermiştir. 20 g/L katı/sıvı oranında, 100°C sıcaklık ve 200 rpm karıştırma hızında 1,63 M'lık H2SO4 çözeltisine 68,8 mg/L lityum(I) ekstraksiyonu gerçekleşmişken, bu değer DÖÇ'e ekstraksiyonda aynı katı/sıvı oranında 120°C sıcaklık ve 400 rpm karıştırma hızında yaklaşık 6 katı artarak 374,9 mg/L'ye ulaşmıştır. Her iki çözücüde lityum(I) ekstraksiyon davranışı ikinci derece kinetik model ile açıklanmıştır. Elde edilen sonuçlar lityum(I) seçiciliği açısından incelendiğinde 1,63 M H2SO4 çözücüsüne ve kolin klorür, saf su ve p-toluen sülfonik asit(PTSA)ten 1:2:1 (mol/mol/mol) oranında hazırlanan DÖÇ'e borlu atıktan lityum(I) iyonlarının yanı sıra oldukça yüksek derişimlerde potasyum(I), sodyum(I), kalsiyum(II) ve magnezyum(II) iyonlarının da geçtiğini göstermiştir.
Altın nanopartiküller ile dekore edilmiş metal organik çerçeve/lipit hibrit yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
İlaç salım sistemleri (DDS), istenen terapötik etkiyi güvenli bir şekilde elde etmek için aktif farmasötik molekülleri, vücutta iletilmesi hedeflenen bölgeye taşımak amacıyla kullanılmaktadır. Son yıllarda, ilaç salım sistemlerinin tasarımında üzerinde durulan konulardan biri de kombine tedavilere imkân sağlayan hibrit yapıların oluşturulmasıdır. Bu sayede, kemoterapi ve fototermal terapi gibi tedavilerin birlikte uygulanması sayesinde, kontrollü ve hedefli ilaç salımı sağlanmakta ve fonksiyonelleştirilmiş yapı ile vücuda alınacak olan kimyasalın dozu minimuma indirgenerek sinerjistik bir etki yaratılabilmektedir. DDS tercihi yapılırken göz önünde bulundurulması gereken en önemli özelliklerden biri de taşıyıcı sistemlerin gözenekli yapısıdır. Gözenekli malzemeler kategorisinde, metal organik çerçeveler (MOF) malzeme bilimi ve kimya mühendisliğinin birçok alanında kullanılan önemli yapılardan biridir. Bu çalışmada, toksik olmayan metal iyonu olarak potasyum ve biyouyumlu organik ligand olarak β-siklodekstrin seçilerek solvotermal/sonikasyon/buhar difüzyon yöntemi ile yüksek yüzey alanı ve gözenekliliğe sahip β-siklodekstrin-MOF (CD-MOF) yapısı sentezlenmiştir. CD-MOFların karakterizasyonu optik mikroskop, XRD, SEM, AFM ve FTIR ile gerçekleştirilmiştir. CDlerin dış yüzeyi hidrofilik, kavitesi ise hidrofobik bir yapıya sahiptir. Böylece elde edilen CD-MOFların gözeneklerine hidrofobik moleküllerin alınması sağlanabilmektedir. Ancak CD-MOF yapısının su içerisinde su içerisinde çözünmesinden dolayı sistemin stabilitesi oldukça düşüktür. Bu sebeple, CD-MOFların yüzeyi 1H,1H,2H,2H-Perfloro-1-dekanol ile kaplanmış ve sudaki stabilitesi artırılabilmiştir. Böylece ilaç taşıyıcı sistemin temel parçası olan CD-MOF'ların sudaki dayanıklılığı artırılmış ve bundan sonra gerçekleştirilecek olan işlemler için uygun bir zemin hazırlanmıştır. CD-MOF'ların kavitesine yüklenmek üzere molekül yapısı ve sudaki çözünürlüğü farklı olan kurkumin ve orange OT molekülleri model olarak seçilmiştir. Model moleküllerin CD-MOF'lara enkapsülasyonu sentez esnası ve sentez sonrası olmak üzere iki farklı yöntemle sağlanmıştır. Sentez esnasında model moleküllerin enkapsülasyonu daha yüksek oranlarda gerçekleştirilebildiği için bu yöntemle devam edilmiş ve model moleküllerin salım performansı incelenmiştir. Son yıllarda yapılan çalışmalara bakıldığında MOF'lar lipit temelli taşıyıcı sistemler gibi biyomoleküllerin yapısına kolay bir şekilde entegre edilerek her iki sistemin de avantajlarını bünyesinde barındırabildikleri görülmüştür. Tez çalışması kapsamında, florokarbon kaplı CD-MOF'ların (FTOH@CD-MOF) yüzeyi lipit çift tabakası ile kaplanmıştır. Lipit@FTOH@CD-MOF (lipit kompozit yapısı ile kolloidal stabilitenin sağlanması ve hücresel etkileşimin artırılması hedeflenmiştir. Ardından, Lipit@FTOH@CD-MOF yüzeyi kombine bir tedavi sağlayabilmesi için fototermal terapi ajanı olan altın nanopartiküller ile kaplanmıştır. Bu işlem, partiküllerin yüzeyinde altınların oluşturulması ile sağlanmıştır. Lipit kaplamasının en dış katmanda olmasının avantajı ve fototermal terapi üzerindeki etkisinin incelenebilmesi için FTOH@CD-MOF yapısı tam tersi olarak önce altın sonra lipit ile kaplanmıştır. Bu Au@Lipit@FTOH@CD-MOF ve Lipit@Au@FTOH@CD-MOF yapılarının elde edilmesinden sonra 808 nm'ye dalga boyuna sahip bir lazer ile fototermal etkileri incelenmiştir. Her iki partikülün de lazer altında termal kamera ile sıcaklığı ölçülmüş ve sıcaklık artışının sağlanabildiği görülmüştür. Lipit@Au@FTOH@CD-MOF yapısında altın kaplamasının arada olması altınların partiküllerinin yüzeyden ayrılması engellenmiş ve aynı güçte ve aynı miktar altın ile daha yüksek sıcaklara çıkılmasını sağlamıştır. Au@Lipit@FTOH@CD-MOF ve Lipit@Au@FTOH@CD-MOF yapılarının karakterizasyonu optik mikroskop, floresan mikroskop, zeta potansiyeli, SEM-EDX ve AFM ile gerçekleştirilmiştir. Son olarak, Au@Lipit@FTOH@CD-MOF yapılarının farklı uygulama alanlarında işlevselliğinin de gösterilebilmesi peroksidaz benzeri enzim etkisi gösterilmiştir. Çalışma sonucunda, Au@Lipit@FTOH@CD-MOF ve Lipit@Au@FTOH@CD-MOF ile kemoterapi ve fototermal terapinin tek bir ilaç taşınım sisteminde gerçekleştirilmesini sağlayan, farklı fizikokimyasal özelliklere sahip ilaç etken maddelerinin yapıya yüksek oranda yüklenebilmesine ve kontrollü salımının gerçekleştirilmesine; ayrıca enzim benzeri etki göstermesiyle farklı uygulamalarda da kullanımı olan çok fonksiyonlu yapılar elde edilmiştir.
Bor katkılı duyarsız tahrip gücü yüksek yeni patlayıcıların geliştirilmesi
Bu tez çalışması kapsamında, mühimmat sistemlerinde sıklıkla kullanılan alüminyum katkılı, polimer bağlı ve dökülebilir özellikte yüksek tahrip etkili patlayıcıların yerine kullanılabilecek ve daha iyi performans özellikleri gösterebilecek magnezyum kaplı bor (MKB) ve metal borür (AlB2, MgB2 ve AlB12) gibi bor ve bileşikleri katkılı yüksek tahrip etkili patlayıcılar geliştirilmiş ve üretilmiştir. Bu patlayıcıların içeriğinde katı bileşenler olarak enerjik dolgu malzemesi siklotetrametilen tetranitramin (HMX), metal yakıt olarak MKB veya metal borürler (AlB2, MgB2 ve AlB12); sıvı bileşenler olarak ise bağlayıcı hidroksil sonlu polibütadien (HTPB), plastikleştirici isodesil pelargonat (IDP), katalizör trifenilbizmut (TPB) ve dibütiltin dilaurat (DBTDL), ıslatma maddesi lesitin ve sertleştirici izoforon diizosiyanat (IPDI) belirli bir formülasyonda yer almaktadır. Tez çalışmasının ilk kısmında, referans ve geliştirilen patlayıcılarda katı bileşen olarak farklı ortalama tane boylarında kullanılan HMX'lerin ve metal/metaloit tozlarının karakterizayon çalışmaları; fiziksel ve mekanik özellikleri (tane boyu dağılımı, gerçek yoğunluk, yığın yoğunluk, sıkıştırılmış yoğunluk, nemlilik ve SEM) ve HMX'ler için ayrıca performans özellikleri (kalorifik enerji) ölçülerek gerçekleştirilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Tez çalışmasının daha sonraki aşamasında, içeriğindeki Sınıf 5 HMX'in Sınıf 1 HMX'e ağırlıkça oranı 2,5 olan, katalizör olarak ağırlıkça %0,2 trifenil bizmut (TPB) ve metal yakıt olarak magnezyum kaplı borun (MKB) kullanıldığı ilk patlayıcı (MKB-01) üretilmiştir. Ancak üretilen MKB katkılı patlayıcının üretim sonu başlangıç viskozitesinin ve kürlenme hızının yüksek olmasından dolayı istenilen işlenebilirlik özelliklerinde olmadığı gözlenmiştir. MKB katkılı patlayıcının üretim sonu başlangıç viskozitesinin, içeriğinde yer alan HMX'lerin farklı ortalama tane boylarına ve bunların ağırlıkça birbilerine oranlarına bağlı olduğu göz önüne alınarak, patlayıcının üretim sonu viskozitesini düşürmek amacıyla tüm bileşenler ve miktarları sabit tutularak, patlayıcı içerisinde farklı ortalama tane boylarında kullanılan HMX'lerin (Sınıf 1 (d50=164µm) ve Sınıf 5 (d50=24µm)) ağırlıkça birbirlerine oranları değiştirilmiş ve patlayıcı içerisinde farklı sınıflardaki HMX'ler (Sınıf 2(d50=36µm)/Sınıf 3(d50=317µm)) 0,5 oranında kullanılmıştır. Sonuçlar, patlayıcıda Sınıf 2/Sınıf 3 0,5 oranında HMX kullanımının patlayıcının üretim sonu başlangıç viskozitesini işlenebilirlik sınırlarına çektiğini göstermiştir. Patlayıcının kürlenme hızının yüksek bulunmasında etkili olan parametrelerden patlayıcı içerisinde yer alan katalizör miktarı ve türü de değiştirilerek patlayıcının içerdiği katalizör miktarı azaltılmış ve ayrı bir katalizör türü de denenmiştir. Sonuç olarak, ağırlıkça %0,0006 oranında DBTDL katalizörünün kullanımının MKB katkılı patlayıcının kürlenme hızını düşürerek işlenebilirliği sağladığı gözlenmiştir. Üretilen üretim sonu başlangıç viskozitesi ve kürlenme hızı optimize edilen MKB katkılı patlayıcının ve aynı formülasyonda üretilen alüminyum ve metal borür (AlB2, MgB2 ve AlB12) katkılı patlayıcıların karakterizasyonu, fiziksel ve mekanik özellikleri (viskozite, nemlilik, gerçek yoğunluk, shore A sertlik, gerinim ve gerilim), ısıl özellikleri (ısı kapasitesi, ısıl iletkenlik katsayısı, ısıl genleşme katsayısı, vakum ısıl kararlılık, camsı geçiş sıcaklığı ve kendiliğinden tutuşma sıcaklığı), küçük ölçekli hassasiyet özellikleri (sürtünme hassasiyeti) ve performans özellikleri (kalorifik enerji, infilak hızı, şok basıncı ve darbe) ölçülerek gerçekleştirilmiş ve patlayıcıların özellikleri referans olarak alınan alüminyum katkılı patlayıcının özellikleri ile karşılaştırılarak AlB2 katkılı patlayıcının özellikle ısıl ve performans özelliklerinin referans patlayıcıdan çok daha iyi olduğu saptanmıştır. Sonuç olarak, yapılan tez çalışması bor gibi ülkemizde bol miktarda bulunan bir metaloitin alüminyum ile bileşiğinin patlayıcı üretiminde başarıyla kullanılabileceğini göstermiştir.
CO2 absorpsiyon performansını iyileştirmek için ileri çözücü sistemlerinin optimizasyonu ve enerji verimli co2 yakalama için katalitik çözücü rejenerasyonunun araştırılması
CO2 yüklü çözücü rejenerasyonunun önemli enerji talebi, CO2 yakalama ve kullanma teknolojilerinin endüstriyel uygulamaları için önemli bir ekonomik zorluk oluşturmaktadır. Sulu olmayan üç çözücü bileşenli karışımlı amin sistemleri, monoetanolamin (MEA), 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), metil dietanol amin (MDEA), 1-dimetil amino-2-propanol (1DMA2P), dietil etanol amin (DEEA) ve piperazin (PZ)'in CO2 absorpsiyon-desorpsiyon performansları, desorpsiyon parametreleri açısından araştırılmıştır. Farklı molaritelere sahip 5M toplam amin konsantrasyonlarında primer amin (MEA)/sterik olarak engellenmiş amin (AMP)-tersiyer amin (MDEA/1DMA2P/DEEA)–poliamin (PZ) olmak üzere iki üç çözücü bileşenli karışımlı amin sistemleri varyasyonları hazırlanmıştır. Optimum koşulu elde etmek için merkezi kompozit tasarıma (CCD) dayalı yanıt yüzeyi metodolojisi (RSM) kullanılmıştır. Bu çalışmanın ilk kısmı, seçilen çözücü sistemleri içerisinden en optimum çözücü sistemin molarite oranlarını belirlemeyi ve bunların amaç fonksiyonları üzerindeki etkilerini araştırmayı amaçlamıştır. Bu amaç fonksiyonları: ısı yükü, desorpsiyon hızı ve desorpsiyon faktörüdür. Yapılan yüzey analizi ve diğer sonuçlar, en düşük enerji tüketimi için 3 M MEA–1.375 M MDEA–0.625 M PZ sistemini en optimum koşul olarak önermiştir. Önerilen sistemin deneysel sonuçları 5M MEA çözeltisi ile karşılaştırılmıştır. Nanokatalizörler, çözücü rejenerasyonu için enerji taleplerini azaltırken CO2 desorpsiyonunu iyileştirme yeteneğine sahiptir. Bu çalışmanın ikinci bölümü, seçilen en optimum sulu olmayan üç karışımlı nanosıvıların (monoetanolamin (MEA), metil dietanol amin (MDEA) ve piperazin (PZ)) varlığında absorpsiyon-desorpsiyon performansını incelemeye odaklanmaktadır. Kullanılan nanokatalizörler, metal oksit nanokatalizörler ve zeolit nanokatalizörler olarak iki farklı grupta değerlendirilmiştir ve çalışmada farklı miktarlarda katalizör kullanılmıştır. Kullanılan katalizörler: HZSM-5, H-ferrierit (FER) ve H-mordenit (MOR), γ-alüminyum oksit (Al2O3), titanyum oksit (TiO2), magnezyum oksit (MgO), indiyum oksit (In2O3). Katı katalizörlerin dahil edilmesi, nanosıvıların desorpsiyon performansında önemli bir artışa yol açmıştır ve boş solüsyona kıyasla enerji tüketimini azaltmıştır. Yüksek miktarda katalizör kullanımına kıyasla, daha düşük katalizör miktarlarının varlığı ile daha yüksek desorpsiyon verimliliği sağlanmıştır. 0,125 g katalizör varlığında CO2 desorpsiyon ısı yükü performans azaltma sırası boş solüsyona (%100) kıyasla şu şekildedir: MgO (%70,9) > In2O3 (%80,2) > HZSM-5 (%84,1) > Al2O3 (%84,2) > FER (%87,1) > MOR (%88,4) > TiO2 (%89.7). HZSM-5 ile en yüksek desorpsiyon faktörü 4,25*10-7 mol3/kJ.dk olarak elde edilirken, desorpsiyon oranını 2,37*10-3 mol/dk'ya çıkarmıştır. Bu çalışmanın ikinci kısmında elde edilen verilere göre, sulu olmayan nanosıvıların enerji verimli katalizörlerle desorpsiyon performansını inceleyerek ve geleceği parlak sonuçlar sağlayarak, karbon yakalama ve depolama uygulamaları için enerji verimliliğini artıran umut verici olan bu katalizörlerin potansiyelleri vurgulanmıştır.
Şeker pancarı küspesi adsorbente tekli nikel(II) ve tekli krom(VI) iyonlarının ve eşanlı veya ardışık olarak ikili karışımlarının adsorpsiyonunun incelenmesi
Bu tez çalışmasında kurutulmuş şeker pancarı küspesi adsorbente krom(VI) ve nikel(II) iyonlarının tekli adsorpsiyonu ve ikili karışımlarının eşanlı ve ardışık adsorpsiyonları kesikli sistemde incelenmiştir. Tez çalışmasının ilk kısmında her bir metal iyonunun tekli adsorpsiyonu, başlangıç pH'ının, adsorbent tanecik boyut aralığının ve başlangıç metal iyon derişiminin fonksiyonu olarak incelenmiş ve en uygun çalışma pH değeri krom(VI) iyonları için 2, nikel(II) iyonları için ise 6 olarak tespit edilmiştir. En uygun tanecik boyut aralığı olarak saptanan 710–850 µm tanecik boyut aralığında her bir metal iyonu için başlangıç metal iyonu derişiminin 250 mg/L ye kadar artmasıyla adsorpsiyon kapasitesinin arttığı, adsorpsiyon veriminin ise azaldığı gözlenmiştir. Kurutulmuş şeker pancarı küspesi adsorbentin en yüksek krom(VI) adsorpsiyon kapasitesi pH 2'de 64,8 mg/g olarak, en yüksek nikel(II) adsorpsiyon kapasitesi pH 6'da 18,6 mg/g olarak saptanmıştır. Çalışmaların bir sonraki aşamasında her bir metal iyonunun en iyi adsorplandığı pH değerleri olan pH 2 ve 6'da, krom(VI) ve nikel(II) iyonlarının ikili karışımlarının kurutulmuş şeker pancarı küspesi adsorbente eşanlı adsorpsiyonu araştırılmış ve sabit metal iyon derişiminde diğer metal iyonunun derişimi değiştirilerek her bir metal iyonunun adsorpsiyon hız ve kapasitesine ortak etkileri incelenmiştir. Her iki pH değerinde de ortamdaki krom(VI) iyonlarının varlığının nikel(II) iyon adsorpsiyonunu çok fazla arttırdığı (sinerjik etki), nikel(II) iyonlarının varlığının ise krom(VI) adsorpsiyonunu yine önemli derecede azalttığı (antagonistik etki) gözlenmiştir. pH 2'de, ortamda nikel(II) iyonları bulunmadığı durumda, 250 mg/L başlangıç krom(VI) derişiminde küspe adsorbentin en yüksek krom(VI) adsorpsiyon kapasitesi 64,8 mg/g iken, yine aynı krom(VI) başlangıç derişiminde ortamda 250 mg/L nikel(II) iyonu bulunduğunda bu değer 11,9 mg/g'a düşmüştür. Yine pH 2'de ortamda krom(VI) iyonları bulunmadığı durumda, 250 mg/L başlangıç nikel(II) iyon derişiminde küspe adsorbentin en yüksek nikel(II) adsorpsiyon kapasitesi 6,0 mg/g iken, yine aynı başlangıç nikel(II) iyon derişiminde ortamda 250 mg/L krom(VI) iyonu bulunduğunda bu değer 18,5 mg/g'a çıkmıştır. pH 6'da ise tekli krom(VI) adsorpsiyonunda elde edilen en yüksek 14,1 mg/g adsorpsiyon kapasitesi 250 mg/L nikel(II) varlığında 9,2 mg/g'a düşmüştür. Aynı şekilde tekli nikel(II) adsorpsiyonunda elde edilen en yüksek 18,6 mg/g adsorpsiyon kapasitesi 250 mg/L krom(VI) varlığında 42,0 mg/g'a çıkmıştır. Çalışmaların daha sonraki kısmında kurutulmuş şeker pancarı küspesi adsorbentine krom(VI) ve nikel(II) iyonlarının ardışık adsorpsiyonunda pH 2 ve 6'da, sabit tutulan birinci metal iyon derişiminde adsorpsiyon dengesine ulaşıldığında adsorpsiyon ortamına eklenen ikinci metal iyonunun derişimindeki değişimin her bir metal iyonunun adsorpsiyon hız ve verimine ortak etkileri incelenmiştir. Eşanlı adsorpsiyonda elde edilen sonuçlara benzer şekilde her iki pH değerinde de ortamdaki krom(VI) varlığı nikel(II) adsorpsiyonunu artırırken (sinerjik etki), nikel(II) varlığının krom(VI) adsorpsiyonunu azalttığı (antagonistik etki) gözlenmiştir. Örnek olarak pH 2'de, ortamda nikel(II) iyonları bulunmadığı durumda, 200 mg/L başlangıç krom(VI) derişiminde küspe adsorbentin en yüksek krom(VI) adsorpsiyon kapasitesi 62,3 mg/g iken, adsorpsiyon ortamında 200 mg/L nikel(II) iyonlarının tekli adsorpsiyonu dengeye ulaştığında ortama 200 mg/L krom(VI) eklendiğinde küspenin krom(VI) adsorpsiyon kapasitesi 8,4 mg/g'a düşmüştür. Aynı pH'da 200 mg/L tekli nikel(II) adsorpsiyon denge kapasitesi 5,7 mg/g'dan, ortama 200 mg/L krom(VI) eklendiğinde nikel(II) adsorpsiyon kapasitesi pozitif etkilenerek 15,2 mg/g'a çıkmıştır. Yine pH 2'de, bu sefer ortamda krom(VI) iyonları bulunmadığı durumda, 200 mg/L başlangıç nikel(II) derişiminde küspe adsorbentin en yüksek nikel(II) adsorpsiyon kapasitesi 5,7 mg/g iken, adsorpsiyon ortamında 200 mg/L krom(VI) iyonlarının tekli adsorpsiyonu dengeye ulaştığında ortama 200 mg/L nikel(II) eklendiğinde küspenin nikel(II) adsorpsiyon kapasitesi 10,9 mg/g'a çıkmıştır. Aynı pH'da 200 mg/L tekli krom(VI) adsorpsiyon denge kapasitesi 62,3 mg/g'dan, ortama 200 mg/L nikel(II) eklendiğinde krom(VI) adsorpsiyon kapasitesi negatif etkilenerek 9,3 mg/g'a düşmüştür. Çalışmaların son kısmında her bir metal iyonunun tekli adsorpsiyonunda adsorpsiyon dengesinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon modellerine uyumu araştırılmış ve Langmuir modelinin adsorpsiyon dengesini daha iyi tanımladığı saptanmıştır. Krom(VI) ve nikel(II) ikili karışımların eşanlı ve ardışık adsorpsiyonunda adsorpsiyon dengesi sinerjistik ve antagonistik etkileşimleri birlikte içeren Langmuir modeli ile tanımlanmış ve model sabitleri bulunmuştur. Sonuçlar krom(VI) iyonlarının nikel(II) iyonlarının varlığındaki adsorpsiyonunun ve seçiciliğinin çalışılan her bir metal iyonunun derişimine bağlı olarak önemli derecede azaldığını, pH 2'de karışımdaki krom(VI) adsorpsiyonunun çok daha fazla azaldığını, pH 6'da ise krom(VI) adsorpsiyonundaki azalmanın daha az olduğunu, krom(VI) iyonlarının karışıma eşanlı ya da ardışık eklenmesinin ise adsorpsiyon verimini çok fazla etkilemediğini göstermiştir. Yine deneysel sonuçlar nikel(II) iyonlarının krom(VI) iyonlarının varlığındaki adsorpsiyonunun ve seçiciliğinin çalışılan her bir metal iyonunun derişimine bağlı olarak önemli derecede arttığını, başlangıç pH'ının bu artışta çok etkili olmadığını, nikel(II) iyonlarının karışıma eşanlı ya da ardışık eklenmesinin ise adsorpsiyon verimini çok fazla etkilemediğini göstermiştir.
Rheological optimization of a castable plastic bonded explosive and investigation of its mechanical properties
Efficient utilization of the available resources in the defense industry is crucial, particularly for castable polymer-bonded explosives (PBX) like PBXN-109 and -110. The rheology of PBX is strongly influenced by the properties of its components, and the initial post-mixing viscosity significantly impacts casting quality. PBXN-109 formulations employed at the Defense Industries Research and Development Institute (SAGE) of The Scientific and Technological Research Council of Turkiye (TUBITAK), achieve successful casting attributable to their low viscosity. However, certain PBXN-110 formulations exceed the designated viscosity constraints. In this study, rheological properties of a PBXN-110 formulation were optimized by adjusting the energetic powder content and particle size distribution in monomodal, bimodal, and trimodal mixtures to reduce viscosity. Micromeritic analysis of cyclotetramethylene-tetranitramine (HMX) energetic powders was conducted to identify key physical parameters influencing viscosity, a critical factor in the explosive production line Spherical HMX particles with low Hausner ratio and compressibility index, indicative of enhanced flowability, and multimodal particle size distributions were identified as key factors for achieving lower viscosity. The influence of mean particle size on the initial viscosity was investigated, and it was shown that pre-coating the HMX particles with a plasticizer further reduces the initial viscosity. Mooney equation effectively showed the exponential dependence of initial viscosity of a bimodal Class 2 and Class 3 HMX suspension based on solid loading between 82–86%. The pseudoplastic shear thinning behavior of HMX suspensions was shown with the Oswald model based on a power law as a function of shear stress and shear rate. The non-Arrhenius temperature dependence of initial viscosity of HMX suspensions was presented by employing the Vogel-Fulcher-Tammann-Hess (VFTH) model. Statistical analyses based on micromeritic data highlighted that sphericity, bulk or tapped density, and mean diameter significantly influence the initial viscosity of the HMX suspension. These findings provide valuable insights for optimizing PBX casting processes by controlling the parameters that affect the initial viscosity of HMX suspensions.
Gözenekli ve içi boş nanoyapı formunda SİO2 tabanlı sinerjistik terapi ajanlarının geliştirilmesi ve in-vitro terapi performanslarının belirlenmesi
Tez çalışması kapsamında, fotodinamik, fototermal ve açlık terapilerinden yararlanılarak kanser tedavisi için çok işlevli bir nanopartikül geliştirilmiştir. Sinerjistik terapi ajanı olarak kullanılmak üzere içi boş, mezogözenekli ve monodispers formda silika nanopartikülleri (H-SiO2), çok aşamalı sol-jel kalıplama yöntemi ile sentezlenmiştir. Nanopartiküllere polidopamin kaplanarak fototermal etki oluşturma yeteneği kazandırılmıştır. Böylece, 808 nm'de yakın kızılötesi lazer ışınlaması ile tümör mikro çevresinde oluşturulan 52°C'ye kadar çıkan sıcaklık sayesinde tümör hücrelerinde ölüm gerçekleşmiştir. Fotodinamik terapi fonksiyonunun oluşturulabilmesi için ışığa duyarlı molekül olan klorin e6, nanotaşıyıcı üzerinde oluşturulan polidopamin katmanı üzerine immobilize edilmiştir. 650 nm LED ile aktive olan nanopartiküller, hücre ölümüne yol açan 1O2 reaktifi üreterek tümör hücrelerinde oksidatif hasara neden olmuştur. Ardından nanopartiküllere glikoz oksidaz (GOx) ve katalaz (CAT) enzimlerini içeren bir kaskat enzim sistemi yüklenmiştir. GOx tümör hücre metabolizması için gerekli glikoz kaynaklarını tüketerek açlık terapisi oluşturmuş ve glikozun oksidasyonu sonucunda üretilen H2O2, CAT tarafından oksijene dönüştürülerek fotodinamik terapi etkinliği artırılmıştır. İn-vitro çalışmalar, sentezlenen sinerjistik terapi ajanının T98G glioblastoma hücrelerinde uygulanan fototermal, fotodinamik ve açlık terapileri ile hücre ölümünün sağlandığı göstermiştir. Kombine tedaviler, geleneksel antitümör ajanlar kullanılmadan hücre canlılığını %21'e düşürmüştür. Bu tez çalışmasında, sentezlenen H- SiO2@PDA@Ce6@GOx@CAT nanopartiküllerinin kanser tedavisi için etkili bir sinerjistik terapi ajanı olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Silisyum dioksit, nanopartikül, kanser, fototermal terapi, fotodinamik terapi, açlık terapisi, sinerjistik terapi
Farklı gıda atıklarından elde edilen besin ortamlarında fungal Monascus purpureus pigment üretiminin incelenmesi
Bu tez çalışmasında kesikli karıştırmalı kapta Monascus purpureus küf mantarından melastan hazırlanan doğal sıvı besin ortamında, portakal ve üzüm atıklarından kaynar suyla ekstraksiyonla elde edilen şekerleri içeren doğal sıvı besin ortamlarında ve referans olarak karşılaştırma amaçlı glikoz içeren yapay besin ortamında hücre dışı olarak salgılanan sarı ve kırmızı pigmentlerin üretimi incelenmiştir. Çalışmalarda öncelikle glikoz içeren yapay besin ortamında sarı ve kırmızı pigmentlerin üretim hız ve verimine başlangıç pH'ının ve başlangıç glikoz derişiminin etkileri araştırılmıştır. Her iki pigment için de başlangıç pH'ı 4 değerinde en yüksek üretim hız ve verim değerleri elde edilmiştir. pH 4'te başlangıç glikoz derişiminin 40 g/L'ye kadar artmasıyla sarı pigment üretiminin 8,68 g/L'ye, başlangıç glikoz derişiminin 60 g/L'ye kadar artmasıyla da kırmızı pigment üretiminin 14,04 g/L'ye arttığı gözlenmiştir. Çalışmaların daha sonraki aşamasında melastan hazırlanan besin ortamında pH 4'te M. purpureus'tan sarı ve kırmızı pigment üretim hızı ve verimine başlangıç sakkaroz derişiminin etkisi 10-40 g/L derişim aralığında incelenmiş, 30 g/L sakkaroz derişiminde en yüksek sarı pigment üretimi 0,96 g/L, 40 g/L sakkaroz derişiminde en yüksek kırmızı pigment üretimi 3,35 g/L olarak saptanmıştır. Çalışmaların bir sonraki aşamasında pH 4'te posalı portakal kabuğu atığından farklı atık/sıvı (A/S) oranlarında elde edilen ve 10-60 g/L aralığında değişen toplam indirgen şeker (TİŞ) derişimi içeren besin ortamlarında başlangıç substrat derişiminin Monascus pigmentlerinin üretimi üzerine etkileri araştırılmış ve 60 g/L TİŞ derişiminde en yüksek sarı pigment üretimi 0,82 g/L, 40 g/L TİŞ derişiminde en yüksek kırmızı pigment üretimi 2,13 g/L olarak bulunmuştur. Çalışmaların son aşamasında, pH 4'te atık üzüm posasından iki farklı atık/sıvı (A/S) oranında elde edilen ve 10 ve 20 g/L değişen toplam indirgen şeker (TİŞ) derişimi içeren besin ortamlarında başlangıç substrat derişiminin Monascus pigmentlerinin üretimi üzerine etkileri araştırılmış ve 20 g/L TİŞ derişiminde en yüksek sarı pigment üretimi 0,57 g/L, en yüksek kırmızı pigment üretimi 1,72 g/L olarak tespit edilmiştir. Deneysel sonuçlar Monascus purpureus'un her iki pigmentin üretiminde de en yüksek hız ve verim değerlerine glikozlu besin ortamında ulaştığını, çalışılan tüm besin ortamlarında kırmızı pigment üretiminin sarı pigment üretiminden daha yüksek olduğunu, glikozlu besin ortamında pigment üretiminin genellikle üstel üreme evresinde, ancak diğer doğal besin ortamlarında substrat derişimine bağlı olarak durgun evrede gerçekleştiğini göstermiştir. Bu tez çalışması ile şeker endüstrisi yan ürünü melastan ve ayrıca gıda endüstrisi atıklarından posalı portakal kabuğu ve üzüm posasından elde edilen sıvı besin ortamlarında, Monascus purpureus küf mantarıyla düşük maliyetli ve çevre dostu bir yöntemle katma değeri yüksek, çok amaçlı kullanımlar için uygun sarı ve kırmızı pigmentlerin üretimi gerçekleştirilmiştir.
Ön işlemsiz ve CTAB ön işlemli şeker pancarı adsorbente tekli boyarmadde ve tekli metal iyonları ile ikili karışımlarının adsorpsiyonunun incelenmesi
Tekstil ve deri endüstrilerin atıksularında anyonik Remazol Black B (RBB) boyarmaddesi ve anyonik kromat/bikromat yapıda yer alan krom(VI) iyonları yüksek derişimlerde birlikte yer almaktadır. Şeker pancarı küspesi (ŞPK) hem boyarmaddelerin hem de ağır metal iyonlarının adsorpsiyonunda yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olduğu bilinen bir adsorbenttir. Bu adsorbent Cetyltrimethylammonium Bromide (CTAB) gibi bir katyonik yüzey aktif maddeyle muamele edilerek adsorbent özellikleri geliştirilebilir. Bu tez çalışmasında, şeker pancarı küspesi doğrudan kurutularak (ön işlemsiz) ve CTAB ile muamele edilerek (ön işlemli) adsorbent olarak hazırlanmış ve RBB ve krom(VI) iyonlarının tekli ve ikili karışımlarının adsorpsiyonunda kullanılmıştır. Tez çalışmasının ilk kısmında kurutulmuş ön işlemsiz ŞPK adsorbente tekli RBB ve tekli krom(VI) adsorpsiyonunda başlangıç pH'ının adsorpsiyon hız ve kapasitesine etkileri araştırılmış ve en uygun çalışma pH'ı her iki kirletici için aynı ve pH 2 olarak saptanmıştır. CTAB ile muamele edilmiş ŞPK adsorbente tekli RBB ve tekli krom(VI) adsorpsiyonu pH 2-8 aralığında incelendiğinde ise RBB için pH 8, krom(VI) için pH 2 en uygun çalışma pH'ı olarak saptanmıştır. Tez çalışmasının bir sonraki aşamasında her iki bileşen için aynı olarak saptanan en uygun çalışma pH değeri olan 2'de ön işlemsiz kurutulmuş ŞPK adsorbente tekli RBB ve tekli krom(VI) adsorpsiyonunda başlangıç kirletici derişiminin adsorpsiyon hız ve kapasitesine etkileri, 25-500 mg/L aralığında değişen derişimlerde incelenmiştir. Daha sonra ise aynı adsorbentle aynı pH değerinde RBB+krom(VI) karışımlarının adsorpsiyonunda birinci bileşenin sabit 25, 50, 100, 250, 500 mg/L'de tutulan başlangıç derişiminde diğer bileşenin başlangıç derişimi 25-500 mg/L aralığında değiştirilerek her bir bileşenin adsorpsiyon hız ve kapasitesine ortak etkileri incelenmiştir. Sonuçlar her bir tekli ve ikili adsorbat-adsorbent sisteminde başlangıç kirletici derişiminin 500 mg/L'ye kadar artmasıyla adsorpsiyon denge kapasitesinin arttığını, % giderimin ise azaldığını göstermiştir. 500 mg/L tekli RBB içeren, 500 mg/L tekli krom(VI) içeren ve 500 mg/L RBB+500 mg/L krom(VI) karışımını içeren adsorpsiyon ortamlarında en yüksek adsorpsiyon kapasitesi değerleri sırasıyla 94,2 mg/g RBB, 49,1 mg/g krom(VI), 104,8 mg/g RBB+32,8 mg/g krom(VI) saptanmıştır. RBB+krom(VI) karışımlarının adsorpsiyonunda RBB'nin varlığı krom(VI) adsorpsiyonunu azaltmış, krom(VI) varlığı ise RBB adsorpsiyonunu arttırmıştır. Tez çalışmasının daha sonraki aşamasında CTAB ile muamele edilmiş ŞPK adsorbente RBB ve krom(VI) adsorpsiyonunda en uygun çalışma pH değerleri sırasıyla 8 ve 2 olarak saptandığından, tekli RBB, tekli krom(VI) ve RBB+krom(VI) karışımlarının adsorpsiyonunda başlangıç kirletici derişimlerinin etkileri bu iki pH değerinde incelenmiştir. Her iki pH değerinde tekli RBB ve tekli krom(VI) adsorpsiyonunda başlangıç kirletici derişiminin adsorpsiyon hız ve kapasitesine etkileri, 25-500 mg/L aralığında değişen derişimlerde incelenmiştir. Daha sonra ise aynı adsorbentle iki pH değerinde RBB+krom(VI) karışımlarının adsorpsiyonunda birinci bileşenin sabit 25, 50, 100, 250, 500 mg/L'de tutulan başlangıç derişiminde diğer bileşenin başlangıç derişimi yine 25-500 mg/L aralığında değiştirilerek her bir bileşenin adsorpsiyon hız ve kapasitesine ortak etkileri incelenmiştir. Sonuçlar her iki pH değerinde de her bir tekli ve ikili adsorbat-adsorbent sistemi için başlangıç kirletici derişiminin 500 mg/L'ye kadar artmasıyla adsorpsiyon denge kapasitesinin arttığını, % giderimin ise azaldığını göstermiştir. pH 8'de 500 mg/L tekli RBB içeren, 500 mg/L tekli krom(VI) içeren ve 500 mg/L RBB+500 mg/L krom(VI) karışımını içeren adsorpsiyon ortamlarında en yüksek adsorpsiyon kapasitesi değerleri sırasıyla 250,1 mg/g RBB, 37,1 mg/g krom(VI), 336,5 mg/g RBB+23,3 mg/g krom(VI) iken pH 2'de 500 mg/L tekli RBB içeren, 500 mg/L tekli krom(VI) içeren ve 500 mg/L RBB+500 mg/L krom(VI) karışımını içeren adsorpsiyon ortamlarında en yüksek adsorpsiyon kapasitesi değerleri sırasıyla 56,8 mg/g RBB, 69,0 mg/g krom(VI), 89,8 mg/g RBB+34,5 mg/g krom(VI) olarak saptanmıştır. Benzer olarak hem pH 2 hem de pH 8'de RBB+krom(VI) karışımlarının adsorpsiyonunda RBB'nin varlığı krom(VI) adsorpsiyonunu oldukça azaltmış, krom(VI) varlığı ise RBB adsorpsiyonunu arttırmıştır. Tez çalışmasında ayrıca her bir tekli ve ikili adsorbat(lar)-adsorbent sistemi için tek ve iki bileşenli sitemler için türetilmiş Langmuir Denge Modelleri kullanılmış ve model sabitleri bulunmuştur. Deneysel sonuçlar ŞPK adsorbentin CTAB ile yüzeyinin modifiye edilmesiyle hem RBB hem de krom(VI) için adsorpsiyon kapasitesinin arttığını, iki bileşenli adsorpsiyonda adsorbatların birbirlerinin adsorpsiyonunu etkiledikleri, adsorpsiyon pH'nın adsorbentin adsorbat seçiminde önemli olduğunu göstermiştir.
Tarımsal gıda atıklarından geleneksel ve yeşil çözücülerle antosiyanin pigment ekstraksiyonunun incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında endüstriyel gıda atıklarından siyah havuç ve kırmızı pancar posalarından kesikli sistemde çözücü olarak su, sitrik asit ve askorbik asit çözeltileri ve farklı derin ötektik çözücüler kullanılarak ekstraksiyonla katma değeri yüksek antosiyanin ve betalain pigmentlerin eldesi araştırılmıştır. Çalışmaların ilk kısmında kesikli karıştırmalı sistemde, kurutulmuş siyah havuç posası(KSHP) ve kurutulmuş kırmızı pancar posası(KKPP)'ndan antosiyanin ve betalain pigment ekstraksiyonunda suyun çözücü olarak kullanıldığı durumda sıcaklığın, ön işlemin (dondurma ve kurutma), karıştırma hızının, tanecik boyut aralığının ve katı/sıvı oranının ekstraksiyon hız ve verimine etkileri araştırılmıştır. KSHP'den suya antosiyanin ekstraksiyonunda 50℃ sıcaklık, 160 rpm karıştırma hızı, 0,065mm