FOSFORİK ASİT AKTİVASYONU VE PİROLİZ SICAKLIĞININ ALIÇ POSASI KÖKENLİ KARBON MALZEMELERİN YAPISAL ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ
iii. international conference on ENGINEERING SCIENCES, Konya, Türkiye, 4 - 06 Eylül 2026, ss.179-187, (Tam Metin Bildiri)
- Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
- Basıldığı Şehir: Konya
- Basıldığı Ülke: Türkiye
- Sayfa Sayıları: ss.179-187
- Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Tarımsal-gıda endüstrisi artıklarının fonksiyonel karbon malzemelere dönüştürülmesi, atıkların azaltılması ve katma değerli malzemelerin üretimi açısından umut vadeden bir yaklaşım sunmaktadır. Bu kapsamda, özellikle yüksek karbon içeriğine sahip lignoselülozik atıkların farklı termokimyasal yöntemlerle işlenerek adsorpsiyon, kataliz ve enerji depolama gibi uygulamalarda kullanılabilecek fonksiyonel karbon malzemelere dönüştürülmesi, sürdürülebilir kaynak kullanımı açısından büyük bir önem taşımaktadır. Bu çalışmada, alıç (Crataegus orientalis) posası, karbon malzeme üretiminde yenilenebilir bir öncül madde olarak değerlendirilmiş ve özellikle piroliz sıcaklığı ile fosforik asit aktivasyonunun elde edilen malzemelerin yapısal ve kimyasal özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Alıç posası, 1:2 posa/fosforik asit oranında H₃PO₄ kullanılarak kimyasal olarak aktive edilmiş ve ardından inert azot atmosferi altında sabit yataklı reaktörde karbonlaştırılmıştır. Karbonlaştırma işlemleri 400 ve 500 °C sıcaklıklarda 4 saat süreyle gerçekleştirilmiş ve elde edilen aktive edilmiş ve aktive edilmemiş karbon malzemeler karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Kimyasal aktivasyon uygulanmadan elde edilen karbon verimi 500 °C'de yaklaşık %25,7 iken, fosforik asit aktivasyonu katı ürün verimini yaklaşık %37'ye yükseltmiş ve asit uygulamasının biyokütlenin karbonlaşma davranışı üzerinde belirgin bir etkisi olduğunu göstermiştir. FTIR analizleri, piroliz sıcaklığındaki artışla birlikte hidroksil, karbonil ve alifatik fonksiyonel gruplarda kademeli bir azalma meydana geldiğini ve bunun daha yoğunlaşmış aromatik bir karbon yapısının oluşumuna eşlik ettiğini ortaya koymuştur. Buna karşılık, fosforik asit aktivasyonu karbon malzemelerin yüzey kimyasını değiştirmiş ve oksijen içeren fonksiyonel grupların dağılımını etkilemiştir. XRD analizleri, karbonlaştırma sırasında alıç posasının yapısal dönüşümünü doğrulamış ve fosforik asit aktivasyonunun ardından ilave bir yapısal yeniden düzenlenme gerçekleştiğini göstermiştir. Genel olarak, sonuçlar piroliz sıcaklığı ve fosforik asit aktivasyonunun alıç posasından türetilen karbon malzemelerin yapısal gelişimini, ürün verimini ve yüzey kimyasını belirleyen önemli faktörler olduğunu göstermektedir. Bu bulgular, alıç işleme artıklarının fonksiyonel karbon bazlı malzemelerin üretiminde yenilenebilir ve sürdürülebilir bir öncül madde olarak kullanılma potansiyelini ortaya koymaktadır