Experimental and computational study of selective CO oxidation over Au/Al2O3 catalyst
Au/Al2O3 katalizörü üzerinde seçimli CO oksidasyonunun deneysel ve hesaplamalı olarak incelenmesi
- Tez No: 286466
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Bu çalışma, Al2O3 destekli altın katalizörleri üzerinde seçimli CO oksidasyonu reaksiyonunun deneysel ve hesaplamalı olarak incelenmesini amaçlamaktadır. Deneysel kısım, CO oksidasyon kinetiğinin H2, CO2, ve H2O içeren ve içermeyen besleme koşullarında çalışılmasını kapsamaktadır. Sonuçlar, OO-CO reaksiyon ara bileşeninin oluşumu ve parçalanmasının altın-destek ara yüzünde meydana geldiği, iki aşamalı Eley-Rideal tipinde bir mekanizmanın geçerli olduğunu göstermektedir. Reaksiyon atmosferinde H2, CO2 ve H2O bulunduğunda ise, Eley-Rideal tipi mekanizmanın yanı sira, O2 adsorpsiyonu ve dağılımını içeren mekanizmalar da önemli hale gelmiştir. Hesaplamalı kısımda ise, deneysel kısımda ulaşılan sonuçların moleküler düzeyde açıklanabilmesi adına aynı reaksiyonun kuantum mekanik (DFT) yöntemler kullanılarak modellenmesi çalışılmıştır. Hidrojen yokluğunda model olarak öncelikle gaz fazında Au6- kümeciği kullanılmıştır. Kümeciğin küçük boyutlarda olması her iki reaktantın da kümecik üzerinde adsorplanabilmesine neden olmuştur. Sonuç olarak, tepkimenin Langmuir-Hinshelwood tipinde bir mekanizmaya sahip olduğu gözlemlenmiştir. Hidrojenin mekanizma üzerindeki etkilerini saptayabilmek için ise sekizyüzlü bir Au13 kümeciği kullanılmıştır. Sonuçta, hidrojenin reaksiyon üzerindeki etkisinin tepkimenin aktivasyon enerjisini düşürmekten ziyade; reaktantların bir arada tutulması ve O2 molekülünün aktivasyonuyla sınırlı kaldığı görülmüştür. Hesaplamalı kısım, ayrıca altın katalizörlerinin aktivitesi üzerinde en çok hangi yapısal özelliklerin etkili olduğunu belirleyebilmek için yürütülen bir yapı-aktivite ilişkisi araştırmasını da içermektedir. Bu çalışma için model olarak değişik altın kümecikleri üzerindeki CO ve O2 adsorpsiyonu kullanılmıştır. Buna göre, CO ve O2 adsorpsiyonunu etkileyen en önemli parametreler sırasıyla elektronik yük ve kümeciğin tek sayıda elektrona sahip olması olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This study objects the experimental and computational investigation of selective CO oxidation over Au/Al2O3 catalysts. In the experimental part, reaction kinetics of CO oxidation was studied both in the presence and absence of H2, CO2, and H2O. Our results demonstrated that the reaction proceeded through a two-step Eley-Rideal-type mechanism involving the formation and decomposition of the reaction intermediate on the perimeter interface of Au and support. In the presence of H2, CO2, and H2O; on the other hand, the mechanisms involving both the adsorption and dissociation of O2 became significant, as well. In the computational part, the reaction was modeled using DFT method to provide a molecular level understanding of the findings obtained in the experimental part. CO oxidation was first model over Au6- cluster in the absence of hydrogen. The reaction proceeded through a two-step Langmuir-Hinshelwood-type mechanism. For the investigation of hydrogen on the reaction mechanism, Au13 cluster was employed and it was observed that the effect of H was limited to holding the reactants together and facilitating the O2 activation rather than causing a decrease in the reaction barriers of the corresponding steps. The theoretical part also involved the investigation of a structure and activity relationship for CO and O2 adsorption over gold nanoparticles in order to determine the effects of various parameters on the catalytic activity. Accordingly, charge was found to be the most significant parameter in determining the CO adsorption energy, whereas unpaired electron was the most significant one in determining the O2 adsorption.
Benzer Tezler
- Durgun su ortamında su alma borusuna ait hava girişine taban geçirimliliğinin etkisinin araştırılması ve modellenmesi
The investigation and modelling of effect of base permeability on air entraining vortex belongs to intake in still-water environment
OSMAN SUSEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiBozok Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BURHAN ÜNAL
- Elektrohidrolik bir sisteminin darbe eni modüleli kayan kipli kontrolü
Pulse width modulated sliding mode control of an electrohydraulic system
SALİH DEDEOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mekatronik MühendisliğiBozok ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLHAMİ YİĞİT
- Arcti̇i̇n maddesi̇ni̇n deneysel peri̇odonti̇ti̇s modeli̇ üzeri̇ndeki̇ anti̇enflamatuvar etki̇nli̇ği̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
Evaluation of anti inflammatory effect of arctiin on experimental periodontitis model
AHMET AYDOĞDU
Doktora
Türkçe
2014
Diş HekimliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ESER SAKALLIOĞLU
- Futbolcularda l-arjinin suplemantasyonunun anaerobik performans ve toparlanma üzerine etkisi
The effect of l-arginine supplementation on the footballer's anaerobic performance and recovery
AHMET MOR
Doktora
Türkçe
2014
SporOndokuz Mayıs ÜniversitesiBeden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜLİN ATAN
- Resimlendirmelerin fen derslerinde okuma anlamaya etkisi
Başlık çevirisi yok
BERRAK KOCAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Eğitim ve ÖğretimUşak Üniversitesiİlköğretim Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. METİN DEMİR