Waste Carbon Felt Polymerization with Pyrrole and Usability as Cathode


Sezer M., İşgören M., Veli S., Dimoglo A.

Journal of advanced research in natural and applied sciences (Online), vol.9, no.4, pp.981-989, 2023 (Peer-Reviewed Journal) identifier

Abstract

Electrochemical processes are widely used because they can remove the mixed pollutant load in wastewater in a single step and provide high removal efficiency in a short time. In recent years, the technological developments related to these treatment methods have been in the field of innovative electrode production. Research-ers are striving to increase anode and cathode activity. Another goal of these studies is to produce electrodes from easy-to-obtain, cheap and sustainable raw materials that can be an alternative to metals that are most used in electrode production and whose ratios are decreasing day by day in the earth's crust. In this study, polypyrrole (PPy) coated carbon felt was obtained by polymerizing pyrrole monomer with FeCl3.6H2O oxidant on carbon felt (KK) using the chemical oxidative polymerization method (KK/PPy). The obtained KK/PPy and KK were investigated through dye removal in the electrooxidation process. The effects of pyrrole concentration (0.05-1 M), oxidant concentration (0.05-0.5 M), and temperature (5-600C) on the mass increase and resistance decrease of the cathode were investigated. The best polymerization conditions were found to be 0.2 M pyrrole concentration, 0.3 M FeCl3.6H2O concentration, and temperature 500C. KK/PPy produced under optimum conditions and untreated KK were used as cathodes in the elec-trooxidation process and their activities were compared. It was seen that KK/PPy was more effective in dye removal. In addition, the production of electrode material from waste, which is generated from textile is an innovative approach that serves the principle of protecting the natural resources as a sustainable method.

Elektrokimyasal prosesler, atıksudaki karışık kirletici yükünü tek basamakta arıtabilmeleri ve kısa sürede yüksek giderim verimi sağlamaları nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda bu arıtım yöntemleri ile ilgili en hızlı teknolojik gelişmeler yenilikçi elektrot üretimi alanında olup, birçok araştırmacı anot ve katot aktivitesini arttır-mayı amaçlayan çalışmalar yapmaktadır. Bu çalışmaların bir diğer hedefi ise elektrot üretiminde en çok kullanılan ve yerkabuğundaki oranları her geçen gün azalan metallere alternatif olabilecek; elde edilmesi kolay, ucuz ve sürdürüle-bilir hammaddelerden elektrot eldesidir. Çalışmamızda kimyasal oksidatif polimerizasyon yöntemi kullanılarak atık karbon keçe (KK) üzerinde pirol monomerinin FeCl3.6H2O oksidantı ile polimerizyonu yapılmıştır. Polimerizasyon sonucunda polipirol kaplı karbon keçe (KK/PPy) elde edilmiştir. KK/PPy ve KK’nın elektrot olarak etkinliği elektro-oksidasyon prosesinde boya giderimi üzerinden araştırılmıştır. Ayrıca pirol konsantrasyonu (0.05-1 M), oksidant kon-santrasyonu (0.05-0.5 M) ve sıcaklığın (5-600C) katodun kütlesel artışı ve direnç azalışı üzerine etkisi incelenmiştir. En yüksek direnç azalışını sağlayan polimerizasyon koşulları 0.2 M pirol konsantrasyonu, 0.3 M FeCl3.6H2O kon-santrasyonu ve sıcaklık 50C olarak bulunmuştur. Optimum koşullarda üretilen KK/PPy ve işlem görmemiş KK elekt-rooksidasyon prosesinde katot olarak kullanılarak aktiviteleri birbiri ile karşılaştırılmış ve boya gideriminde KK/PPy’nin daha etkili olduğu görülmüştür. Ayrıca tekstil atığı olarak ortaya çıkan atık karbon keçeden elektrot mal-zemesi üretilmesi sürdürülebilir bir yötem olarak çevrenin ve doğal kaynakların korunması ilkesine hizmet eden ye-nilikçi bir yaklaşımdır.