Atik yemeklik yağlardan çevreci biyodizel üretiminde kullanilacak doğal katalizörlerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of natural catalysts to be used in environmentally friendly biodiesel production from waste cooking oils
- Tez No: 1004204
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GEDİZ UĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Enerji, modern toplumların temel direklerinden birini oluşturmakta olup, nüfus artışı ve yoğunlaşan insan faaliyetleri nedeniyle talebi sürekli yükselmektedir. Bu artan tüketim, büyük ölçüde fosil kökenli enerji kaynaklarına olan kalıcı bağımlılık nedeniyle çevresel bozulmayı derinleştirmiştir. Bu bağlamda, güneş, rüzgar, yeşil hidrojen ve biyokütle kaynaklı yakıtlar (biyoetanol ve biyodizel dahil) gibi yenilenebilir ve çevre dostu alternatifler dünya genelinde önemli bir ilgi odağı haline gelmiştir. Bu çalışma, organik atıklardan elde edilen heterojen katalizörlerin sentezini amaçlamakta ve bunların atık yemeklik yağlardan metanol ile transesterifikasyon yoluyla biyodizel üretimindeki uygulanabilirliğini değerlendirmektedir. Devekuşu, Angola/bataklık tavuğu ve bıldırcın yumurta kabukları ile Türk somon balığı pulları ham madde olarak seçilmiş ve kalsiyum oksit (CaO) ile β-trikalsiyum fosfat (β-TCP) oluşumunu teşvik etmek üzere 1000 °C'de kalsinasyon işlemine tabi tutulmuştur. Sentezlenen katalizörlerin fizikokimyasal özellikleri, SEM–EDS, FTIR, XRD, TGA ve BET teknikleriyle sistematik olarak karakterize edilmiştir. İncelenen malzemeler arasında, kalsine edilmiş devekuşu yumurta kabuğu katalizörü, yüksek özgül yüzey alanı (17,474 m² g⁻¹), dış yüzey alanı (9,444 m² g⁻¹) ve mikrogözenek alanı (21,085 m² g⁻¹) gibi üstün katalitik özellikler sergilemiştir. Bu nedenle, bu katalizör biyodizel sentezi için seçilmiştir. Üretilen biyodizel numuneleri FTIR, GC–MS, TGA ve DSC analizleriyle karakterize edilmiştir. FTIR spektrumları, 1742–1745 cm⁻¹, 1460 ve 1375 cm⁻¹ ile 1240–1160 cm⁻¹ bölgelerindeki karakteristik emilim bantları aracılığıyla yağ asidi metil esterlerinin oluşumunu doğrulamıştır. GC–MS ile detaylı bileşim analizi gerçekleştirilmiş; TGA ve DSC ise termal davranışları ortaya koymuş ve kristalleşme noktalarının sırasıyla -15,59 °C ile −16,81 °C olduğu belirlenmiştir. Kalite değerlendirmeleri, %87,28 ve %98,44'lük yüksek dönüşüm verimlerini ortaya koyarak mükemmel katalitik performansı teyit etmiştir. Ayrıca, biyodizel numuneleri yoğunluk, kinematik viskozite, asit değeri, parlama noktası, bulut noktası ve kalorifik değer gibi standart spesifikasyonlara uygunluk göstermiş; bu da onları sürdürülebilir bir alternatif yakıt olarak uygun kılmıştır.
Özet (Çeviri)
Energy constitutes a fundamental pillar of modern societies, and its demand continues to rise in response to population growth and intensified human activities. This increasing consumption has exacerbated environmental degradation, largely due to the persistent dependence on fossil-based energy sources. In this context, renewable and environmentally sustainable alternatives such as solar, wind, green hydrogen, and biomass-derived fuels including bioethanol and biodiesel have gained significant attention worldwide. The present study aims to synthesize heterogeneous catalysts derived from organic waste and to evaluate their applicability in biodiesel production from waste cooking oil via transesterification with methanol. Eggshells from ostrich, guinea fowl, and quail, as well as Turkish salmon scales, were selected as raw materials and subjected to calcination at 1000 °C to promote the formation of calcium oxide (CaO) and β-tricalcium phosphate (β-TCP). The physicochemical properties of the synthesized catalysts were systematically characterized using SEM–EDS, FTIR, XRD, TGA, and BET techniques. Among the investigated materials, the calcined ostrich eggshell catalyst exhibited superior catalytic properties, including a high specific surface area (17,474 m² g⁻¹), external surface area (9,444 m² g⁻¹), and micropore area (21,085 m² g⁻¹). Consequently, this catalyst was selected for biodiesel synthesis. The produced biodiesel samples were characterized by FTIR, GC–MS, TGA, and DSC analyses. FTIR spectra confirmed the formation of fatty acid methyl esters through characteristic absorption bands at 1742–1745 cm⁻¹, 1460 and 1375 cm⁻¹, and 1240–1160 cm⁻¹. GC–MS enabled detailed compositional analysis, while TGA and DSC assessed the thermal behavior, revealing crystallization points at -15,59 °C and −16,81 °C. Quality assessments demonstrated high conversion efficiencies of 87,28% and 98,44%, indicating excellent catalytic performance. Furthermore, the biodiesel samples complied with standard specifications for density, kinematic viscosity, acid value, flash point, cloud point, and calorific value, confirming their suitability as a sustainable alternative fuel.
Benzer Tezler
- Meniere hastalığında endolenfatik kese cerrahisi
Endolymphatic sac surgery in meniere's disease
NEBİL GÖKSU
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
- Çocuklarda kimyasal maddeler ve diğer nedenlerle zehirlenme sıklığı
Başlık çevirisi yok
BİRCAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
Yükleniyor...