Karbon nanotüpleri üzerinde hidrojen adsorpsiyonunun incelenmesi
The investigation of hydrogen adsorption on carbon nanotubes
- Tez No: 183367
- Danışmanlar: PROF.DR. TÜRKAN KOPAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Zonguldak Karaelmas Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 185
Özet
Bu çalışmada dinamik bir yöntemle tek duvarlı (SWCNT) ve çok duvarlı karbonnanotüpleri (MWCNT) üzerinde hidrojen adsorpsiyonunun incelenmesiamaçlanmıştır. Puls kromatografik yöntem kullanılarak farklı sıcaklıklarda (35-200oC) dolgulu kolonlar üzerinde argon ve hidrojen adsorpsiyonu moment analizi ileincelenmiştir. Örneklerin yüzey alanlarını ve adsorpsiyon kapasitelerini artırmakamacı ile kimyasal ve ısıl yöntemlerle ve paladyum yüklemesi ile yapısal değişikliklergerçekleştirilmiş, volümetrik yöntemlerle yüzey alanı değişimleri, azot ve hidrojenadsorpsiyon izotermleri incelenmiştir. SWCNT, MWCNT ve paladyum yüklenmişSWCNT üzerinde argon adsorpsiyonuna ait adsorpsiyon denge sabitleri (KE)belirlenmiş ve bu değerlerde artan sıcaklığa bağlı olarak düzenli bir düşüşgözlenmiştir. 35 oC'de SWCNT, MWCNT ve paladyum yüklenmiş SWCNT üzerindeargon adsorpsiyonuna ait adsorpsiyon denge sabitleri sırası ile 0.00167, 0.00032 ve0.00053 m3/kg olarak bulunmuştur. Aynı sıcaklıkta örnekler üzerinde hidrojenadsorpsiyonuna ait adsorpsiyon denge sabitleri ise sırası ile 0.00086, 0.00017 ve0.00467 m3/kg'dır. Ancak paladyum yüklenmiş örneklerde artan sıcaklığa bağlıolarak artış gözlenmiş ve bu durum paladyumun hidrojen atomlarını düzgün birbiçimde adsorplanacak kısımlara dağıtmasına bağlanmıştır. En yüksek adsorpsiyondenge sabiti (KE) değeri 0.01 m3/kg değeri ile paladyum yüklenmiş SWCNT örnekleriüzerinde 200oC'de elde edilmiştir. Tüm örneklerde hidrojen adsorpsiyonuna ait farklısıcaklıklarda eksenel dağılım katsayıları bulunmuş ve artan sıcaklığa bağlı olarakazaldığı gözlenmiştir. Saf SWCNT örnekleri üzerinde hidrojen adsorpsiyonuna aitadsorpsiyon hız sabitleri belirlenmiş, paladyum yüklenmiş SWCNT örnekleriüzerinde sıcaklığa bağlı olarak adsorpsiyon hız sabitleri artmış, 200oC'de SWCNTörnekleri için 0.006 cm3/g.s olan adsorpsiyon hız sabiti değeri, paladyum yüklenmişSWCNT örnekleri için aynı sıcaklıkta 0.14 cm3/g.s olarak bulunmuştur. 77.4 K'dehem saf örneklerde, hem de yapısal değişikliğe uğratılmış örneklerde azot ve hidrojenadsorpsiyonuna ait veriler BET ve Langmuir adsorpsiyon izotermleriylekarşılaştırılmış, izoterm parametreleri belirlenmiştir. Orijinal SWCNT örneklerinde190 m2/g olan BET yüzey alanı ısıl işlemlerle yaklaşık on katı artırılmış ve 2230m2/g'lık bir değere ulaşılmıştır. Belirli bir sıcaklıkta yapılan ısıl işlemlerle kolaybiçimde yüzey alanı artırılmasının mümkün olduğu ve aynı zamanda safsızlıkların dauzaklaştırılabileceği gösterilmiştir. En yüksek hidrojen adsorpsiyonu kapasitelerineısıl işlemden geçmiş tek duvarlı karbon nanotüplerinde ve paladyum yüklenmiş tekduvarlı karbon nanotüplerinde ulaşılmış ve sırası ile % 1.04 ve 1.66 hidrojenadsorpsiyon kapasiteleri elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this work was to investigate the hydrogen adsorption on single walled(SWCNT) and multi walled (MWCNT) carbon nanotubes by a dynamic technique.Argon and hydrogen adsorption in packed beds were investigated with a puls-chromatographic method at different temperatures (35-200oC) by moment analyses.Chemical, thermal treatments and palladium loading on samples were done in orderto increase the specific surface area and adsorption capacities. Changes at surfacearea, nitrogen and hydrogen adsorption isotherms were identified by a volumetrictechnique. Adsorption equilibrium constants (KE) for argon adsorption on SWCNT,MWCNT and palladium loaded CNT samples were determined and found out thatvalues were decreasing with an increase in temperature. Adsorption equilibriumconstants (KE) of argon adsorption on SWCNT, MWCNT and palladium loadedSWCNT at 35 oC were found as 0.00167, 0.00032 and 0.00053 m3/kg respectively. Atthe same temperature, adsorption equilibrium constants (KE) of hydrogen on thesamples were found as 0.00086, 0.00017 ve 0.00467 m3/kg respectively. On the otherhand adsorption equilibrium constants (KE) for hydrogen on palladium loadedSWCNT samples were increased with an increase in temperature, which was due tothe effect of distribution of hydrogen atoms uniformly on adsorption sites ofpalladium. The highest (KE) value (0.01 m3/kg) value obtained at 200oC on palladiumloaded SWCNT samples. Axial dispersion coefficients (Da) for hydrogen adsorptionwere calculated for all samples and the values decreased with increasing temperature.Adsorption rate constants for hydrogen adsorption on the samples were found andonly an increase have been found on palladium loaded SWCNT samples due toincreasing temperature. Hydrogen adsorption rate constants at 200 oC were found as0.006 cm3/g.s and 0.14 cm3/g.s., respectively for SWCNT samples and palladiumloaded SWCNT samples.BET and Langmuir adsorption analysis at 77K on SWCNT, MWCNT and treatedsamples were compared and isotherm parameters were determined. BET surfacearea, which was determined as 190 m2/g for the original SWCNT samples wereincreased by 10 times due to thermal treatments and a 2230 m2/g surface area wasobtained. It has shown that heat treatment at a certain temperature is an easy way toincrease the surface area and purification. The highest hydrogen adsorptioncapacities were observed with heat-treated SWCNT?s and palladium loaded SWCNTsamples % 1.04 and 1.66 (w/w) respectively.
Benzer Tezler
- Element modifiye edilmiş CNC, BNNC ve ALNC yapılarının hidrojen depolama ve sensör özelliklerinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) ile incelenmesi
Investigation of hydrogen storage and sensor properties of element modified CNC, BNNC and ALNC structures by using density functional theory (DFT)
AHMET KÖSE
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FERDİ FELLAH
- Grafting of poly(acrylamide) onto crosslinked poly(HEMA-co-MMA) resin for removal of phenol and bisphenol A
Poli(akrilamid)'in çapraz bağlı poli(HEMA-co-MMA) reçineye aşılanması ve fenol ile bisfenol A 'nın giderilmesinde kullanılması
HANDAN USTA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Fischer-Tropsch sentezi̇ i̇le hafi̇f olefi̇n üreti̇mi̇ i̇çi̇n azot ve bor doplu akti̇f karbon destekli̇ demi̇r katali̇zörleri̇ni̇n geli̇şti̇ri̇lmesi̇
Development of nitrogen and boron doped activated carbon supported iron catalysts for light olefin production by Fischer-Tropsch synthesis
PINAR ŞAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
DR. OSMAN OKUR
- Acoustic properties of styrene butadiene rubber-isocyanate composition reinforced with carbon nanotubes and silicon oxide nano-powder
Silikon oksit nano tozları ve karbon nanotüpleri ile güçlendirilmiş stiren bütadien kauçuk-izosiyanat kompozisyonunun akustik özellikleri
ALKAN SANCAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT TRABZON
- Growth and electrical characterization of high purity carbon nanotubes
Yüksek saflıkta karbon nanotüplerin büyütülmesi ve elektriksel karakterizasyonu
SERAP KIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Bölümü
DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
YRD. DOÇ. DR. YUSUF SELAMET