Atık lignoselülozik biyokütleden hidrotermal karbon üretimi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, çevre dostu ve sürdürülebilir malzemelerin üretimi için lignoselülozik biyokütle olan meşe talaşından hidrotermal karbonizasyon ile 175, 200 ve 225 °C sıcaklıklarda 12, 24, 48, 60, 72 saat reaksiyon sürelerinde karbon malzemeler elde edilmiştir. Elde edilen karbon malzemelerin karakterizasyonları Fourier dönüşümlü infrared (FT-IR), elementel analiz, Brunauer - Emmett - Teller (BET) yüzey alanı ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analiz teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Hidrotermal karbonlaşma yöntemiyle elde edilen HTC’lerin kendine özgü özellikleri vardır. İşlemin düşük sıcaklıkta gerçekleşmesi fonksiyonel grupların yapıda korunmasına olanak sağlar, oksijenli fonksiyonel gruplar reaktiviteyi artırarak HTC’lerin ileri düzey modifikasyonu sonucunda işlevselliğini artırır. 

Production and characterization of hydrothermal carbon from waste lignocellulosic biomass

___

  • 1. Tekin, K., “Hydrothermal conversion of russian olive seeds into crude bio-oil using a CaO catalyst derived from waste mussel shells”, Energy & Fuels, Cilt 29, No 7, 4382-4392, 2015.
  • 2. Tekin, K., Karagöz, S. ve Bektaş, S., “A review of hydrothermal biomass processing”, Renewable and sustainable Energy reviews, Cilt 40, 673-687, 2014.
  • 3. Jain, A., Tekin, K. ve Srinivasan, M.P., “Mesoporous Adsorbents from Biomass: Opportunities and Challenges in Hydrothermal Treatment”, Air, Gas, and Water Pollution Control Using Industrial and Agricultural Solid Wastes Adsorbents, Editör: Sen, T.K., CRC Press New York, 2017.
  • 4. Hu, B., Wang, K., Wu, L., Yu, S.H., Antonietti, M. ve Titirici, M.M., “Engineering carbon materials from the hydrothermal carbonization process of biomass”, Advanced Materials, Cilt 22, No 7, 813-828, 2010.
  • 5. Marinovic, A., Pileidis, F.D. ve Titirici, M.-M., “Hydrothermal carbonisation (HTC): history, state-of-the-art and chemistry”, Porous Carbon Materials from Sustainable Precursors, No 32, 129, 2015.
  • 6. Kubo, S., Nanostructured carbohydrate-derived carbonaceous materials, University of Potsdam, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, 2011.
  • 7. Titirici, M.-M., White, R.J., Falco, C. ve Sevilla, M., “Black perspectives for a green future: hydrothermal carbons for environment protection and energy storage”, Energy & Environmental Science, Cilt 5, No 5, 6796-6822, 2012.
  • 8. Titirici, M.-M. ve Antonietti, M., “Chemistry and materials options of sustainable carbon materials made by hydrothermal carbonization”, Chemical Society Reviews, Cilt 39, No 1, 103-116, 2010.
  • 9. Falco, C., Baccile, N. ve Titirici, M.-M., “Morphological and structural differences between glucose, cellulose and lignocellulosic biomass derived hydrothermal carbons”, Green Chemistry, Cilt 13, No 11, 3273-3281, 2011.
  • 10. Wang, T., Zhai, Y., Zhu, Y., Peng, C., Xu, B., Wang, T., Li, C. ve Zeng, G., “Acetic acid and sodium hydroxide-aided hydrothermal carbonization (HTC) of woody biomass for enhanced pelletization and fuel properties”, Energy & Fuels, 2017.
  • 11. Baccile, N., Laurent, G., Babonneau, F., Fayon, F., Titirici, M.-M. ve Antonietti, M., “Structural characterization of hydrothermal carbon spheres by advanced solid-state MAS 13C NMR investigations”, The Journal of Physical Chemistry C, Cilt 113, No 22, 9644-9654, 2009.
  • 12. Titirici, M.-M., Antonietti, M. ve Baccile, N., “Hydrothermal carbon from biomass: a comparison of the local structure from poly-to monosaccharides and pentoses/hexoses”, Green Chemistry, Cilt 10, No 11, 1204-1212, 2008.
  • 13. Xue, Y., Gao, B., Yao, Y., Inyang, M., Zhang, M., Zimmerman, A.R. ve Ro, K.S., “Hydrogen peroxide modification enhances the ability of biochar (hydrochar) produced from hydrothermal carbonization of peanut hull to remove aqueous heavy metals: batch and column tests”, Chemical Engineering Journal, Cilt 200, 673-680, 2012.
  • 14. Titirici, M.-M., Sustainable carbon materials from hydrothermal processes, John Wiley & Sons, 1118622200, 2013.
  • 15. Liu, W.-J., Jiang, H. ve Yu, H.-Q., “Thermochemical conversion of lignin to functional materials: a review and future directions”, Green Chemistry, Cilt 17, No 11, 4888-4907, 2015.
  • 16. Jain, A., Balasubramanian, R. ve Srinivasan, M., “Hydrothermal conversion of biomass waste to activated carbon with high porosity: A review”, Chemical Engineering Journal, Cilt 283, 789-805, 2016.
  • 17. Sevilla, M. ve Fuertes, A.B., “Chemical and structural properties of carbonaceous products obtained by hydrothermal carbonization of saccharides”, Chemistry-A European Journal, Cilt 15, No 16, 4195-4203, 2009.
  • 18. Sevilla, M. ve Fuertes, A.B., “The production of carbon materials by hydrothermal carbonization of cellulose”, Carbon, Cilt 47, No 9, 2281-2289, 2009.
  • 19. Sevilla, M., Fuertes, A.B. ve Mokaya, R., “High density hydrogen storage in superactivated carbons from hydrothermally carbonized renewable organic materials”, Energy & Environmental Science, Cilt 4, No 4, 1400-1410, 2011.
  • 20. Liu, Z., Quek, A., Hoekman, S.K. ve Balasubramanian, R., “Production of solid biochar fuel from waste biomass by hydrothermal carbonization”, Fuel, Cilt 103, 943-949, 2013.
  • 21. Simsir, H., Eltugral, N. ve Karagoz, S., “Hydrothermal carbonization for the preparation of hydrochars from glucose, cellulose, chitin, chitosan and wood chips via low-temperature and their characterization”, Bioresource Technology, Cilt 246, No Supplement C, 82-87, 2017.
  • 22. Veisi, H., Nasrabadi, N.H. ve Mohammadi, P., “Biosynthesis of palladium nanoparticles as a heterogeneous and reusable nanocatalyst for reduction of nitroarenes and Suzuki coupling reactions”, Applied Organometallic Chemistry, Cilt 30, No 11, 890-896, 2016.
  • 23. Li, S., Xu, S., Liu, S., Yang, C. ve Lu, Q., “Fast pyrolysis of biomass in free-fall reactor for hydrogen-rich gas”, Fuel Processing Technology, Cilt 85, No 8, 1201-1211, 2004.
  • 24. Basu, P., Biomass gasification and pyrolysis: practical design and theory, Academic press, 0080961622, Boston, 2010.
  • 25. Parshetti, G.K., Hoekman, S.K. ve Balasubramanian, R., “Chemical, structural and combustion characteristics of carbonaceous products obtained by hydrothermal carbonization of palm empty fruit bunches”, Bioresource technology, Cilt 135, 683-689, 2013.
  • 26. Volpe, M., Goldfarb, J.L. ve Fiori, L., “Hydrothermal carbonization of Opuntia ficus-indica cladodes: Role of process parameters on hydrochar properties”, Bioresource Technology, Cilt 247, 310-318, 2018.
  • 27. Baccile, N., Weber, J., Falco, C. ve Titirici, M.M., “Characterization of Hydrothermal Carbonization Materials”, Sustainable Carbon Materials from Hydrothermal Processes, 151-211, 2013.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Gerçek deniz ortamında su altı kaynağı ile birleştirilen Grade AH36 gemi sacının kaynak bölgesinin karakterizasyonu

Zahit ÇOLAK, Yusuf AYAN, Nizamettin KAHRAMAN

Memristör tabanlı kaotik rössler devresi gerçeklemesi

Zehra Gülru ÇAM TAŞKIRAN, Herman SEDEF

Elektrikli araçlar için mıknatıs oranı ve moment titreşimi azaltılmış yüksek verimli sürekli mıknatıslı senkron motor tasarım süreci ve gerçeklenmesi

Hatice KURNAZ ARAZ, Murat YİLMAZ

Günlük temelli orta vadeli şehir doğal gaz talebinin tek değişkenli istatistik teknikleri ile tahmini

Mustafa AKPİNAR, Nejat YUMUŞAK

Dalgacık dönüşümü ve makine öğrenme teknikleri kullanılarak FTIR sinyallerinden kolon kanseri hastaları ve sağlıklı kişileri sınıflandırmak için yeni bir yöntem

Suat TORAMAN, İbrahim TÜRKOĞLU

DYPE/PANI kompozit filmlerin sıcaklığa ve PANI katkı konsantrasyonuna bağlı olarak dielektrik parametrelerinin GRSA ile tahmini

Mehmet KILIÇ, Önder EYECİOĞLU, Zeynep GÜVEN ÖZDEMİR, Ümit ALKAN

Kireç ve perlitle stabilize edilen yüksek plastisiteli kil zeminin geçirimliliği

Erol ŞADOĞLU, Ümit ÇALIK

İlkbahar mevsiminde zeytinlik arazilerde Poliklorlu Bifenil (PCB) konsantrasyonlarının belirlenmesi

Şeyma Nur ERKUL, Gizem EKER ŞANLI

Beveloid dişli çarkların modellenmesi ve alttan kesme analizi

Berat Gürcan ŞENTÜRK, Mahmut Cüneyt FETVACI

Termal görüntülerdeki gömülü plastik anti-personel mayınlarının dairesel hough dönüşümü destekli aktif termografi yöntemi ile tespiti

Murat KILINÇ, Haluk GÖZDE