Gas Phase Adsorption of Benzene Volatile Organic Compound onto Char Produced from Almond Shells: Kinetics, Equilibrium and Thermodynamics

Abstract

Öz Uçucu Organik Bileşikler (UOB), soluduğumuz açık ve kapalı ortam hava kirleticilerinin yaygın bileşenleridir. Bu çalışmanın temel amacı, en önemli UOB'ler biri olan benzenin badem kabuklarından üretilen char adsorbenti üzerine gaz fazı adsorpsiyon prosesini incelemektir. Bu bağlamda, gaz-fazı benzen taşıyıcı olarak azot akış hızı (60-150 mL.dk-1), adsorpsiyon sıcaklığı (20-40℃), adsorbent miktarı (40-120 mg) ve giriş akımındaki gaz-fazı benzen konsantrasyonu (9-18 ppm) gibi adsorpsiyon koşullarının hem adsorpsiyon kapasitesi hem de adsorpsiyon verimi üzerindeki etkileri gaz kromatografi yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Bunun yanı sıra, farklı sıcaklıklarda, adsorpsiyon prosesinin kinetiği, izotermi ve termodinamiği araştırılmıştır. Char adsorbentinin karakterizasyonu BET yüzey alanı ve FTIR ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, Langmuir izotermi ve sözde-ikinci dereceden modellerin, diğer modeller ile kıyaslandığında deneysel verileri daha iyi tanımladığını göstermiştir. Char adsorbentinin maksimum tek katmanlı adsorpsiyon kapasitesi (qmax) 25℃ için 10.56 mg.g-1 bulunmuştur. Termodinamik analizler (ΔG° =-19.460 kJ.mol-1 , ΔH° =-26.65 kJ.mol-1 , ΔS° =-0.024 kJ.mol-1 .K-1) adsorpsiyon prosesinin kendiliğinden, ekzotermik ve fiziksel olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında, badem kabuğundan üretilen char adsorbentinin, çevre ve insan sağlığına ilişkin riskleri nedeniyle gaz-fazı benzenin adsorpsiyon yöntemiyle çevresel kontrolünü sağlamak için önemli bir potansiyele sahip olduğu söylenebilir.

Endüstriyel Atık Suların Zirai Atıktan Türetilmiş Grafen Benzeri Malzemeler Kullanılarak Ardışık Elektrokimyasal, Kimyasal ve Fotokimyasal Yöntemlerle Arıtılması

“…Adsorbent miktarı atık su arıtım verimini ve adsorpsiyon kapasitesini etkileyen önemli faktörler arasındadır. Adsorbent miktarının arttırılması, atık sudaki kirleticilerin adsorpsiyonu için daha geniş bir yüzey sağlanması ve yüzeydeki aktif kısımların sayısınının artması nedeniyle kirletici giderimi yüzdesini yükseltmektedir (Kutluay, 2019;Li vd., 2014). Adsorbent yüklemesi 1 g/L den 4 g/L'ye çıktığında adsorpsiyon prosesinde elde edilen TOK giderimi %11,1'den %20,3'e yükselmiştir.…”

Production of Eco-Friendly Cellulosic Magnetic Nano-Adsorbent from Derik Halhali Olive Seed and Its Use in Benzene Removal

“…Toluen, aseton ve bazı alkan, keton ve aromatik bileşiklerin buharlarının adsorpsiyonunda da benzer sonuçlar gözlemlendiği bildirilmiştir [27,28]. Ayrıca, farklı tip adsorbentler ile yapılan çalışmalarda da sıcaklıkla benzer varyasyon eğilimlerinin görüldüğü ifade edilmiştir [13,29,30].…”

“…Bu eşitliklerde, qe (mg/g), qt (mg/g), k1 (1/dakika) ve k2 (g/dakika/mg) sırasıyla, dengede adsorpsiyon kapasitesini, t (dakika) zamanında adsorpsiyon kapasitesini, Quasi-birinci-dereceden kinetik modelin hız sabitini ve Quasi-ikinci-dereceden kinetik modelin hız sabitini tanımlamaktadır. Gaz halindeki benzenin manyetik Fe3O4/DS nano-adsorbenti üzerine adsorpsiyon prosesinin kinetik değerlendirmesi için, Quasi-birinci-dereceden ve Quasi-ikinci-dereceden kinetik modelleri optimum proses koşulları olan 100 mg adsorbent miktarı, 15 ppm giriş konsantrasyonu, 25°C adsorpsiyon sıcaklığı ve farklı temas süreleri (10,20,30,40,50, 60, 70, 80, 90 ve 100 dakika) altında elde edilen deneysel verilere uyduruldu. Kinetik modelleri için uydurulan grafik Şekil 8'de gösterilmektedir.…”

Fe3O4/AC@SiO2@EDTA Manyetik Nano-Adsorbentin Sentezlenmesi ve Toluenin Gaz Adsorpsiyonunda Kullanılması

“…Gaz fazı adsorpsiyon deneyleri, 16 cm yüksekliğinde ve 0.9 cm'lik iç çapa sahip bir pyrex-glas reaktörünün sabit bir yatağında ve atmosferik basınç altında gerçekleştirilmiştir. Adsorpsiyon kapasitesi, aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanmıştır [16]:…”