Benzen Uçucu Organik Bileşiğinin Badem Kabuğundan Üretilen Char Üzerine Gaz Fazı Adsorpsiyonu: Kinetik, Denge ve Termodinamik
Abstract
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/min), 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 olarak 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.
Keywords
References
- George, I.J., et al., Volatile and semivolatile organic compounds in laboratory peat fire emissions. Atmospheric Environment, 2016. 132: p. 163-170.
- Mo, J., et al., Photocatalytic purification of volatile organic compounds in indoor air: A literature review. Atmospheric Environment, 2009. 43(14): p. 2229-2246.
- Chiang, Y.-C., P.-C. Chiang, and C.-P. Huang, Effects of pore structure and temperature on VOC adsorption on activated carbon. Carbon, 2001. 39(4): p. 523-534.
- Colman Lerner, J.E., et al., Characterization and health risk assessment of VOCs in occupational environments in Buenos Aires, Argentina. Atmospheric Environment, 2012. 55: p. 440-447.
- Jones, A.P., Indoor air quality and health. Atmospheric Environment, 1999. 33(28): p. 4535-4564.
- Roop Chand Bansal and M. Goyal, Activated Carbon Adsorption. 1 st ed. 2005, Boca Raton: Taylor & Francis Group. 263-265.
- Gupta, V.K. and N. Verma, Removal of volatile organic compounds by cryogenic condensation followed by adsorption. Chemical Engineering Science, 2002. 57(14): p. 2679-2696.
- Hwang, K.S., et al., Adsorption and thermal regeneration of methylene chloride vapor on an activated carbon bed. Chemical Engineering Science, 1997. 52(7): p. 1111-1123.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
-
Journal Section
Research Article
Authors
Sinan Kutluay
*
0000-0002-6340-0752
Türkiye
Publication Date
December 24, 2019
Submission Date
March 22, 2019
Acceptance Date
July 11, 2019
Published in Issue
Year 2019 Volume: 8 Number: 4
Cited By
Silica-coated magnetic Fe3O4 nanoparticles as efficient nano-adsorbents for the improvement of the vapor-phase adsorption of benzene
International Journal of Chemistry and Technology
https://doi.org/10.32571/ijct.755761