Yazar "Batur, Ebru" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 6 / 6
  • [ X ]
    Öğe
    A comprehensive new study on the removal of Pb (II) from aqueous solution by sirnak coal-derived char
    (Taylor & Francis Ltd, 2021) Batur, Ebru; Baytar, Orhan; Kutluay, Sinan; Horoz, Sabit; Sahin, Omer
    In this study, char was prepared from the Sirnak coal derivative as a new adsorbent by the pyrolysis process and successfully applied for Pb (II) removal. Prepared char adsorbent was characterized by analysis techniques such as thermogravimetric (TG)/differential thermogravimetric (DTG), iodine number, scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area. In the experimental design of the Pb (II) removal process, the relationship between operating factors (contact time, initial Pb (II) concentration and temperature) and process responses (adsorption capacity and removal efficiency) was modelled by applying response surface methodology (RSM). After that, the operating factors for the maximum adsorption capacity and removal efficiency of Pb (II) by char were optimized. In the removal of Pb (II), pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models were used to determine the process mechanism. In addition, adsorption isotherm models such as Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevich were applied to the equilibrium data to explain the adsorption mechanism between the adsorbent and adsorbate molecules. According to the results obtained, it was determined that kinetic and equilibrium isotherm data were better defined with pseudo-second order kinetic and Dubinin-Radushkevich isotherm models, respectively. The optimum values of the contact time, initial Pb (II) concentration, and temperature for maximum adsorption capacity (124.64 mg/g) and removal efficiency (92.35%) of Pb (II) were found as 150.00 min, 144.81 ppm, and 35.06 degrees C, respectively. This study indicated the application potential of Sirnak coal-derived char as a promising cost-effective adsorbent for the removal of heavy metals.
  • [ X ]
    Öğe
    Dynamic adsorption behavior of benzene, toluene, and xylene VOCs in single- and multi-component systems by activated carbon derived from defatted black cumin (Nigella sativa L.) biowaste
    (Elsevier Sci Ltd, 2022) Batur, Ebru; Kutluay, Sinan
    In the current study, activated carbon (AC) was produced from defatted black cumin (Nigella sativa L.) biowaste (DBCB) with ZnCl2 activation by means of the response surface methodology. The optimum process conditions for the production of DBCB-AC with a high iodine number of 1055.02 mg/g were predicted as an activation time of 57 min, activation temperature of 550 degrees C, and impregnation ratio of 105%. The surface and textural properties of the optimal DBCB-AC were characterized by SEM, FTIR, and BET analysis techniques. The DBCB-AC exhibited a highly porous structure with a specific surface area of 1213.32 m(2)/g, total pore volume of 0.89 cm(3)/g, and micropore surface area of 787.65 m(2)/g. Exploring the comparative and competitive adsorption behavior of volatile organic compounds (VOCs) is of both practical and scientific interest. Therefore, the competitive adsorption of multi-component benzene, toluene, and xylene (BTX) vapors by the DBCB-AC was elucidated. In the single-component system, the adsorption capacities of the BTX vapors at inlet concentrations of 20 mg/L were determined as 495, 580, and 674 mg/g, respectively. In contrast, in the binary-component system, the adsorption capacity of the B-vapor at 20 mg/L B + 10 mg/L T and 20 mg/L B + 10 mg/L X decreased by approximately 42% and 56%, respectively. Similarly, the adsorption capacity of the T-vapor at 20 mg/L T + 10 mg/L X decreased by approximately 47%. In the ternary-component system, the adsorption capacity of the X-vapor remained consistent. The adsorption mechanism of the BTX was explained by adsorption kinetic and isotherm models. The reuse efficiency of the DBCB-AC for the BTX was assessed through five cycles of adsorption-desorption tests and was found to be 89.45%, 88.02%, and 87.25%, respectively. The DBCB-AC, which had high-performance in terms of both reuse efficiency and adsorption capacity, can be recommended as a promising adsorbent for removal of VOC pollutants.
  • [ X ]
    Öğe
    Enhancement in incident photon-to-current conversion efficiency of manganese-decorated activated carbon-supported cadmium sulfide nanocomposite
    (Springer, 2022) Batur, Ebru; Baytar, Orhan; Horoz, Sabit; Sahin, Omer; Kutluay, Sinan
    In the current study, cadmium sulfide (CdS), activated carbon (AC)-supported CdS (CdS/AC) and manganese (Mn)-decorated CdS/AC semiconductor materials fabricated by the chemical precipitation method are used as sensitizers and the incident photon-to-current efficiency (IPCE) values of the obtained semiconductor-based solar cell structures are evaluated. The fabricated semiconductor materials, which provide the best IPCE value, are characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). SEM images of the Mn-decorated CdS/AC semiconductor material showed that CdS and Mn settled in the mesopores, forming a homogeneous microporous structure on the surface. Based on the XRD, EDX and XPS analysis findings, it is concluded that CdS, CdS/AC and Mn-decorated CdS/AC semiconductor materials are successfully fabricated. The optimum concentration of CdS with a maximum IPCE (%) is found as 10% (for CdS/AC). An extraordinary increase in IPCE (%) of 3% Mn-decorated 10% CdS/AC semiconductor material (from 4.70 to 55.09%) is observed compared to pure CdS. Thus, the ability to increase the photovoltaic efficiency of CdS-based solar cells, which are widely used in photovoltaic applications, with AC support has been clearly demonstrated. The findings of this study indicates that Mn-decorated CdS/AC fabrication is an effective strategy to greatly increase the IPCE (%) and Mn-decorated CdS/AC is a promising nanocomposite to improve solar cell efficiency of semiconductor-based solar cell structures.
  • [ X ]
    Öğe
    High solar cell efficiency of lanthanum-alloyed activated carbon-supported cadmium sulfide as a promising semiconductor nanomaterial
    (Springer, 2023) Batur, Ebru; Baytar, Orhan; Horoz, Sabit; Kutluay, Sinan; Sahin, Omer
    Herein, black cumin (Nigella sativa L.) defatted biowaste was chemically activated with zinc chloride to create AC. CdS, CdS@AC, and La-alloyed CdS@AC were subsequently created using the chemical precipitation process. IPCE technique was used for photovoltaic property detection of the created nanomaterials. The structural and morphological identifications of nanomaterials with the highest IPCE value among the created materials were measured by XRD, SEM, EDX, and XPS. According to the study's findings, 10% (for CdS@AC) was the ideal CdS concentration for achieving the highest solar cell efficiency or maximum IPCE (%). Additionally, the experimental results showed that 1% (for La-alloyed 10% CdS@AC) was the optimal La concentration with the maximum IPCE (%) value. Comparing pure CdS to 1% La-alloyed 10% CdS@AC, an excellent increase (from 4.70 to 30.03%) in IPCE (%) was seen. The findings of this work provide an alternative viewpoint on how to improve the solar cell performance for devices employing AC derived from biowaste-supported CdS semiconductor nanomaterials.
  • [ X ]
    Öğe
    RSM optimizasyonu ile çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak uçucu organik bileşiklerin giderilmesi ve fotovoltaik uygulamalarının incelenmesi
    (Siirt Üniversitesi, 2021) Batur, Ebru; Kutluay, Sinan
    Bu çalışmada, yanıt yüzey metodolojisi (RSM) kullanılarak çinko klorür (ZnCI2) ile kimyasal aktivasyon yoluyla yağı alınmış çörekotu (Nigella Sativa L.) atık biyokütlesi-esaslı üretilen aktif karbonun hem uçucu organik bileşik (UOB)'lerin giderimi hem de fotovoltaik uygulamalarındaki performansı değerlendirilmiştir. Bu amaçla ilk etapta, aktif karbon üretim prosesi, aktivasyon süresi (30-60 dakika), aktivasyon sıcaklığı (400-600 °C) ve impregnasyon oranı (çörekotu atığı/ZnCI2, %50-150 ağırlıkça) gibi faktörler ile hedeflenen yanıt olarak iyot sayısı esas alınarak RSM'nin bir yaklaşımı olan merkezi kompozit tasarım (CCD) ile optimize edilmiştir. Ayrıca, aktif karbon üretimini etkileyen bu önemli faktörler, bir varyans analizi (ANOVA) ile tanımlanmıştır. Aktif karbon üretiminde, 57 dakika aktivasyon süresi, 550 °C aktivasyon sıcaklığı ve %105 impregnasyon oranı optimum değerler olarak saptanmış ve bu koşullar altında 1055 mg/g yüksek iyot sayısı alımına ulaşılmıştır. Optimum koşullarda üretilen aktif karbonun yüzey özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı gibi çeşitli analitik teknikler ile karakterize edilmiştir. Sonuçlar, optimal aktif karbonda önemli miktarda mikrogözeneklilik (%53,93) ve mezogözeneklilik (%46,07) oluştuğunu göstermiştir. Ayrıca optimal aktif karbon, 1213,32 m2/g spesifik yüzey alanı (SBET), 0,89 cm3/g toplam gözenek hacmi ve 787,65 m2/g mikrogözenek yüzey alanı ile oldukça gözenekli bir yapı sergilemiştir. Birçok endüstriyel proses, çok bileşenli sistem olarak ortaya çıkan UOB kirleticileri üretmektedir. Bu nedenle, UOB'lerin karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyonunun araştırılması, pratik ve bilimsel öneme sahiptir. Bu anlamda, ikinci etapta, optimal aktif karbon kullanılarak UOB'ler olarak hedeflenen benzen, toluen ve ksilen (BTK) buharının tekli-bileşen, ikili-bileşen ve üçlü-bileşen sistemlerdeki karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyon davranışları aydınlatılmıştır. Tekli-bileşen sistem ile karşılaştırıldığında, ikili-bileşen ve üçlü-bileşen sistemlerde, giriş konsantrasyonunun değişimine bağlı olarak BTK buharı oldukça farklı rekabetçi adsorpsiyon kapasitesi sergilemiştir. Çok bileşenli sistemlerdeki her bileşenin adsorpsiyon kapasitesi, tek-bileşen sistemdekinden çok daha azdır. Ayrıca, çok bileşenli sistemlerde K-buharının optimal aktif karbon üzerine dinamik adsorpsiyon kapasitesi, hem B-buharı hem de T-buharınkinden daha fazladır. Bu sonuçlar, optimal aktif karbonun K-buharı için adsorpsiyon seçiciliğinin T-buharı ve B-buharı için olandan daha yüksek olduğu gerçeğine atfedilebilir. Ayrıca, tekli-bileşen, ikili-bileşen ve üçlü-bileşen sistemlerinde, adsorpsiyon kapasitelerinde görülen K-buharı > T-buharı > B-buharı durumu, BTK buharının sahip olduğu rekabetçi hakimiyet, fiziksel adsorpsiyon bağlayıcı enerjiler, moleküler ağırlıklar ve metil grupları ile açıklanabilir. Bu uygulamadaki bulgular, belirli bir adsorbentle ilişkili olarak farklı UOB kirleticiler arasındaki karşılaştırmalı ve rekabetçi adsorpsiyon davranışının daha iyi anlaşılması için yardımcı olacaktır. BTK buharının optimal aktif karbon üzerine dinamik adsorpsiyon mekanizması, deneysel adsorpsiyon verilerine çeşitli kinetik ve izoterm modellerin uygulanmasıyla detaylı olarak açıklanmıştır. Reaksiyon temelli sözde-birinci-derece (SBD) kinetik modeli takip eden BTK buharının giderim prosesleri fiziksel adsorpsiyon mekanizmasını işaret etmektedir. Ayrıca, uygulanan difüzyon temelli partikül-içi difüzyon ve Boyd'nin film-difüzyonu kinetik modellerin değerlendirmelerine dayanarak, BTK buharı adsorpsiyon prosesi dengeye ulaşana kadar film-difüzyon direncinden (ilk aşama) ve ayrıca partikül-içi difüzyon direncinden (BTK molekülleri gaz filmi boyunca difüze olduktan sonra) etkilendiği sonucuna varılmıştır. Bunun yanı sıra, BTK buharı adsorpsiyonunda genel kütle transfer ve film kütle transfer faktörleri iç difüzyon faktöründen daha yüksek bulunmuştur ([kLa]g > [kLa]f > [kLa]d), bu da genel kütle transferi ve film kütle transferinin iç difüzyondan daha etkili olduğunu göstermektedir. Bir kadmiyum sülfür (CdS) tabanlı güneş pilinde, duyarlaştırıcı olarak CdS yarıiletken malzemesi çok önemli bir rol üstlenmektedir. Fotovoltaik uygulamalarda geniş bir şekilde kullanılan CdS tabanlı güneş pillerine ait fotovoltaik verimliliğin aktif karbon desteğiyle arttırılması büyük önem taşımaktadır. Ayrıca, aktif karbon, fotovoltaik cihazların elektrotlarına elektro-iletken katkılar, aktif malzemeler için destek olarak dahil edilmektedir. Bu nedenlerden dolayı, son etapta, literatürde sıklıkla kullanılan katkısız-katkılı CdS yarıiletken malzemeleri yerine optimal aktif karbon kullanılarak kimyasal çöktürme yöntemi ile aktif karbon destekli CdS (CdS/aktif karbon) ve üç farklı konsantrasyona (%0,33, %1 ve %3 ağırlıkça) sahip molibden (Mo)-katkılı CdS/aktif karbon, lantan (La)-katkılı CdS/aktif karbon ve mangan (Mn)-katkılı CdS/aktif karbon yarıiletken malzemeleri üretilmiştir. Tezin bu uygulamasındaki temel amaç; optimal aktif karbon destek malzemesi varlığında katkısız ve katkılı CdS yarıiletken malzemelerin güç dönüşüm verimliliklerinin nasıl değiştiğini belirlemek ve gözlemlenen bu etkiyi literatür ışığında yorumlamaktır. Üretilen saf CdS/aktif karbon, Mo-katkılı CdS/aktif karbon, La-katkılı CdS/aktif karbon ve Mn-katkılı CdS/aktif karbon yarıiletken malzemeler gelen fotonu akıma çevirme etkinliği (IPCE), SEM, X-ray ışınım kırınımı (XRD), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Mo-katkılı CdS/aktif karbon, La-katkılı CdS/aktif karbon ve Mn-katkılı CdS/aktif karbon yarıiletken malzemelerin kristalit boyutları sırasıyla 11,09, 11,86 ve 10,52 nm olarak hesaplanmıştır. Bu sayısal veriler yarıiletken malzemelerin nano boyutta üretildiğinin bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Bu uygulama kapsamında yapılan çalışmalar ile fotovoltaik uygulamalarda geniş bir şekilde kullanılan CdS tabanlı güneş pillerine ait fotovoltaik verimliliğin aktif karbon desteğiyle arttırılabilme kabiliyeti açıkça ortaya konulmuştur. Bu çalışma, RSM optimizasyonu ile biyoatık-esaslı üretilen aktif karbon kullanılarak UOB'ler olarak hedeflenen BTK buharının tekli, ikili ve üçlü-bileşen sistemlerdeki karşılaştırmalı ve rekabetçi dinamik adsorpsiyon mekanizmasını açıklığa kavuşturmak ve aktif karbon destekli CdS yarıiletken malzemeler kullanılarak elde edilen yarıiletken tabanlı güneş pil yapılarının güneş pil verimliliğini arttırmak için yeni bir strateji sunmaktadır.
  • [ X ]
    Öğe
    Superior incident photon-to-current conversion efficiency of Mo-doped activated carbon supported CdS-sensitized solar cells
    (Springer Heidelberg, 2023) Batur, Ebru; Kutluay, Sinan; Baytar, Orhan; Sahin, Omer; Horoz, Sabit
    In this study, the performance of activated carbon (AC) produced from defatted black cumin (Nigella sativa L.) by chemical activation with zinc chloride (ZnCl2) activator in photovoltaic application is evaluated. It is of great importance to increase the photovoltaic efficiency of cadmium sulfide (CdS)-based solar cells, which are widely used in photovoltaic applications, with AC support. The main purpose of the study is to determine how the incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of undoped and Mo-doped AC supported CdS semiconductor materials changes in the presence of AC support material and to interpret the observed effect in the light of literature. For these reasons, in the study, AC supported CdS (CdS/AC) (5%, 10%, and 15% by weight) and Mo-doped CdS/AC semiconductor materials with different molybdenum (Mo) concentrations (0.33%, 1%, 3%) are produced by chemical precipitation method. Produced CdS/AC and Mo-doped CdS/AC semiconductor materials are characterized by IPCE, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements. Based on the result values, the optimum CdS concentration with the highest IPCE (%) value is determined as 10% (for CdS/AC). As a result of the experimental measurements, the optimum Mo concentration with the maximum IPCE (%) value is found as 1% (for Mo-doped CdS/AC). In particular, it is clear that an appreciable increase (from 4.70 to 39.00%) in IPCE (%) of 1% Mo-doped 10% CdS/AC semiconductor material is achieved when compared to pure CdS. Thus, the ability to increase the photovoltaic efficiency of CdS-based solar cells, which are widely used in photovoltaic applications, with AC support has been clearly demonstrated. This study presents a new strategy to increase the solar cell efficiency of semiconductor-based solar cell structures using biowaste-based AC supported CdS semiconductor materials.