PİRİNÇ KABUĞUNDAN AKTİF KARBON HAZIRLANMASI VE TİO2/AKTİF KARBON KOMPOZİT SENTEZİ
Proje no. 1339 · Durum: Kapanmış · 2017
Özet
Son yıllarda hem çevresel hem de ekonomik faktörler düşünülerek doğal kaynaklardan katma değeri yüksek ürün elde edilebilmesi için yapılan çalışmaların sayısı artmıştır. Pirinç kabuğu içerdiği yüksek silisyum nedeni ile silisyum bazlı farklı birçok ürününün üretiminde hammadde olarak kullanılabilecek doğal kaynaklardan biridir. Dünyada en çok üretilen ikinci tahıl olan pirincin işlenmesi sırasında pirincin yaklaşık %20’si kadar silisyumca zengin kabuk açığa çıkmakta, düşük yoğunluğu ve miktarının çok olması nedeniyle bertaraf problemi yaratmaktadır. Hem bu problemin kısmi olarak aşılabilmesi, hem de kabuğun sahip olduğu yüksek ısıl değerinden yararlanabilmek için kabuklar yakılarak pirinç kabuğu külü elde edilmektedir. Yakılma ile birtakım elementlerin yapıdan uzaklaşmasıyla silisyum ve karbonca zengin pirinç kabuğu külü elde edilmektedir. Pirinç kabuğu külünün zengin silisyum ve karbon içeriğinden faydalanılarak silisyum ve karbon bazlı katma değeri yüksek ürünlerin elde edilebilmesi için yenilikçi yöntemlerin geliştirilmesi önemlidir. Bu nedenle çalışmada, alkali karbonatlar (K2CO3 ve Na2CO3) aktifleştirici ajan olarak kullanılarak pirinç kabuğundan aktif karbon elde edilmiştir. Aktif karbon, pirinç kabuğunun azot atmosferi altında karbonizasyonu ile elde edilen çarın iki farklı formda aktifleştirici ajan ile muamelesi sonucu hazırlanmıştır. Çalışmada, toz formundaki ajanlar varlığındaki üretimlerde aktifleştirici ajan tipi (K2CO3 ve Na2CO3) ve ağırlıkça çar:aktifleştirici ajan oranı (1:4 ve 1:2) gibi deney parametrelerinin aktif karbonun yüzey özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Çözelti formundaki aktifleştirici ajan varlığında ise aktifleştirici ajan (K2CO3, Na2CO3 ve NaOH), aktifleştirme sıcaklığı (500 ve 600°C), aktifleştirme süresi (1, 2 ve 3 saat) ve ağırlıkça çar:aktifleştirici ajan oranı (1:4 ve 1:5) parametre olarak incelenmiş, ve bu parametrelerin yüzey özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Toz formundaki ajan varlığında elde edilen ürünlerin yüzey alanlarının, çözelti formundaki ajan varlığında elde edilen ürünün yüzey alanlarından daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Aktifleştirici ajan olarak en uygun madde K2CO3, uygun aktifleştirme sıcaklığı 600°C, uygun aktifleştirme süresi 2 saat ve uygun çar:aktifleştirici ajan oranı ağırlıkça 1:4 olarak bulunmuştur. Belirlenen optimum koşullarda hazırlanan aktif karbon üzerinde ısıl hidroliz yöntemi ile TiO2 taneleri sentezlenerek TiO2/aktif karbon kompozitleri elde edilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları sentezlenen TiO2 tanelerinin rutil kristal yapıda ve küresel olduklarını göstermiştir.