Geri Dön

Experimental and computational study of selective CO oxidation over Au/Al2O3 catalyst

Au/Al2O3 katalizörü üzerinde seçimli CO oksidasyonunun deneysel ve hesaplamalı olarak incelenmesi

  1. Tez No: 286466
  2. Yazar: TUĞBA DAVRAN CANDAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. Effect of split injection on combustion and emissions at full load condition

    Tam yükte kademeli yakıt püskürtmenin egzoz emisyonları ve motor performansı üzerine etkisi

    SONGÜL ŞENYURT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEM SORUŞBAY

  2. Benzin motorlarında indirgenmiş kinetik model uygulaması

    Reduced chemical kinetic model application to spark ignition engines

    CÜNEYT UYKUR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. METİN ERGENEMAN

  3. Biyolojik sistemlerden esinlenilmiş, atımlı jet itme sistemine sahip bir su altı aracının kavramsal dizaynı ve itme veriminin sayısal değerlendirmesi

    Conceptual design of a biologically inspired pulsed-jet underwater vehicle and numerical evaluation of propulsive efficiency

    MUSTAFA KEMAL ÖZALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDİ KÜKNER

  4. Identification of drug targets towards prostate cancer

    Prostat kanserine yönelik ilaç hedeflerinin tanımlanması

    ELİF ESVAP

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyoteknolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN

    DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ

  5. Analysis of in vivo free oscilation of human lower limb using data digitization techniques

    Bilgisayarlı video çözümü yardımı ile insan bacağının serbest salınımının incelenmesi

    GÜRSOY YERLİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1997

    Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. YUSUF ORÇAN