Photocatalytic carbon dioxide reduction in liquid media
Sıvı fazda fotokatalitik karbondioksit indirgenmesi
- Tez No: 286231
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Bu çalışmanın amacı, sıvı fazda gerçekleştirilen fotokatalitik karbondioksit indirgeme testlerinde karşılaşılabilen sorunları araştırmak ve gözler önüne sermektir. Fotokataliz çalışmalarında test koşullarının sonuçlara etkisi, ortamda kütle aktarımı kısıtlamalarının olmadığı varsayımıyla sıklıkla hafife alınmaktadır. Bu çalışmada, Pt/TiO2 ve Cu/TiO2 katalizörleriyle gerçekleştirilen karıştırma hızı ve gazın sıvı içinde kalma süresi deneylerinin yardımıyla sıvı fazda gerçekleştirilen fotokatalitik deneylerde kütle aktarım hızının önemli etkisi gözler önüne serilmiştir. Deneylerde 12 ve 19.5 kJ/mol olarak bulunan düşük aktivasyon enerji değerleri testlerin difuzyon hızıyla sınırlandığını gösterir niteliktedir. Difuzyon hızı sınırlandırmalarının, reaksiyon veriminin düşmesine sebep olan ters reaksiyonları tetiklediği düşünülmektedir.Doğal fotosentezin sahip olduğu gelişmiş taşıma ve zar sistemlerine sahip olmamakla birlikte fotokatalitik karbondioksit indirgenmesi Suni Fotosentez olarak adlandırılır. Doğal ve suni fotosentez arasındaki benzerlikler ve farklılıklar, güncel fotokataliz hızlarının gelistirilebilmesi amacıyla irdelenmiştir.Karbondioksitin bakır yüzeyler üzerinde indirgenerek metanole dönüşmesinin kinetik ve mikrokinetik modellemesi, fotokatalitik sistemlerde hız belirleyen basamakların açığa çıkarılması amacıyla yapılmıştır. Hesaplamalar fotokataliz sıcaklık ve basınçlarında yapıldığında, suyun metanol üretimi hızı üzerindeki negatif, basıncın ise pozitif etkisi gözlemlenmiştir. Reaksiyon basamaklarının hıza etkisi araştırıldığında ise, karbondioksit indirgenmesinde H atomlarının ve de dolaylı olarak su ayrıştırma aşamasının önemi vurgulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to investigate and reveal challenges in photocatalytic CO2 reduction tests performed in liquid media. Effect of test conditions in photocatalytic studies are often underestimated with an assumption of negligible mass transfer limitations in observed rate results. In this study, effect of mass transfer limitations in liquid phase photocatalytic tests was revealed with stirring rate and gas hold-up time experiments performed with Pt/TiO2 and Cu/TiO2 catalysts. In addition, apparent activation energies of 12 and 19.5 kJ/mol found with Pt/TiO2 and Cu/TiO2 catalysts respectively indicate diffusion limitations which favor back oxidation reactions resulting in low reduction yields.Photocatalytic CO2 reduction reaction is named as Artificial Photosynthesis even though present artificial system does not have sophisticated transport and membrane systems which natural systems have. Similarities and differences between artificial and natural photosynthesis are studied in order to present ideas to improve present photocatalytic rates.Kinetic and microkinetic modeling of catalytic methanol production from CO2 hydrogenation on Cu surfaces were performed in order to have an idea about kinetic limitations at photocatalytic systems. Calculations were performed at temperatures and pressures at which photocatalytic studies are conducted. The results indicated that water has an inhibitory effect on methanol formation rates and higher pressures could be implemented in photocatalytic systems for higher rates. Another implication drawn from degree of rate control calculations is that H formation step plays an important role underlying the importance of water splitting in CO2 reduction reactions.
Benzer Tezler
- Mini-kanal içerisinde Taylor akışı ile geliştirilmiş fotokatalitik karbon dioksit redüksiyonu
Enhanced photocatalytic carbon dioxide reduction with taylor flow within mini-channel
TURGUT CAN KOLOĞLUGİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL ERKOÇ
- Design, construction and testing of various reactor geometries for gas-phase photocatalytic carbon dioxide reduction
Gaz fazda fotokatalitik karbon dioksit indirgemesi için çeşitli reaktör geometrilerinin tasarımı, yapımı ve test edilmesi
BATOOL ABDALLA REZQALLA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Kobalt ftalosiyanin ve kobaltoksim komplekslerinin fotokimyasal ve elektrokimyasal incelenmesi
Photochemical and electrochemical investigation of cobalt phtalocynanine – cobaltoximes complexes
AYKUT DEMİR
- Gümüş nanotanecik katkılı nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of silver doped nanocomposites
ÖZLEM KABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
- Karbondioksitin metal-organik çerçeve (MOF) bazlı fotokatalizörlerle metanole fotokatalitik indirgenmesi
Photocatalytic reduction of carbon dioxide to methanol by metal-organic framework (MOF) based photocatalysts
AYŞENUR KATIRCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ UĞUR NİGİZ
DOÇ. DR. MURAT EFGAN KİBAR