Improving catalytic systems in ionic liquids
İyonik sıvılarda katalitik sistemlerin geliştirilmesi
- Tez No: 304865
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BALCAN, PROF. DR. NURGÜN BEŞÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Karbon dioksit, İmidazolin, İmmobilizasyon, İyonik sıvılar, Carbon dioxide, Imidazoline, Immobilization, Ionic liquids
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İyonik sıvıların organik sentezlerde kullanılması ilgi çeken bir konudur. Katalizör geri kazanımını ve ürün saflaştırma işlemini kolaylaştırmasından dolayı iyonik sıvılar ve metallerle olan kombinasyonları, karbon dioksitin kimyasal ürünlere dönüşümü tepkimesinde katalizör olarak kullanılmaktadır. CO2 ucuz, yeşil ve bol bulunan C1 kaynağı olarak değerli kimyasal bileşiklerin üretiminde önemli bir başlangıç maddesidir. Karbon dioksitin kimyasal ürünlere dönüştürülmesinde araştırılan proseslerden biri karbon dioksit ve epoksitlerden yola çıkarak halkalı karbonat sentez yöntemidir. Bu tezin amacı 1 ve 2 tipi bileşiklerin karbon dioksitin halkalı karbonatlara dönüşümündeki katalitik etkilerini araştırmaktır.İyonik sıvılarla yapılan araştırmalar kolay sentezlenebilmesi, hava ve neme karşı kararlı olmasından dolayı imidazolyum yapısı üzerine yoğunlaşmıştır. Sürekli akışkan yatak reaktörler için aktif ve seçici katalizörlerin katı destek üzerine immobilizasyonu istenen bir yöntemdir. Trialkoksisillil grubu içeren iyonik sıvılar heterojen bileşik hazırlamak için kullanılmaktadır ancak literatürde imeo [1-(3-triethoxysilylpropyl)imidazolin] kullanarak yapılmış çok az çalışma bulunmaktadır.Bu tez dört kısımdan oluşmaktadır. İlk kısım iyonik sıvılar, immobilize iyonik sıvılar ve bunların katalitik ve endüstriyel uygulamalarına yönelik genel bir derlemeden oluşmaktadır. İkinci kısım karbon dioksitin çevreye etkisi ve kimyasal tepkimelerine ilişkin bir derleme mahiyetindedir. Üçüncü kısımda deneysel ayrıntılar ve imidazolinyum tuzlarının (1) ve tutundurulmuş imidazolinyum bileşiklerinin (2) sentez yöntemlerinden bahsedilmiştir. Dördüncü kısımda, silisyum temelli imidazolinyum tuzlarının (1) ve tutundurulmuş bileşiklerin (2) karakterizasyonu ayrıntılı bir şekilde açıklanmıştır. Bu bileşiklerin epoksit ve karbon dioksitten halkalı karbonat sentezi tepkimesine katalitik etkinlikleri bu kısımda tartışılmıştır. Zincir uzunluğunun, fonksiyonel grupların, anyonun ve farklı destek maddelerinin katalizör yapısına ve katalitik aktivite üzerine etkisi araştırılmıştır.Katalitik denem sonuçlarına göre en iyi katalitik etkinliği homojen fazda 1o bileşiği [1,4-(3-triethoxysillilpropil)bütan dibromür] (92% PC verim); heterojen fazda ise 2B bileşiğinin (75% PC verim) sergilediği görülmüştür.Katalitik sistemin optimizasyonunda sıcaklık, basınç, süre, epoksit türü ve katalizör miktarı gibi çeşitli parametreler denenmiştir. Optimizasyon denemeleri sonucunda 120 oC sıcaklık, 1.5 MPa karbon dioksit basıncı, 0.5 mol % katalizör (1o veya 2B) ve 3 saatlik tepkime süresi optimum koşullar olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The utilization of ionic liquids as reaction media is a current topic of interest in organic synthesis. Due to the ease of catalyst recovery and product purification, ionic liquids or their combination with metal salts have been investigated as catalyst for the chemical fixation of CO2. This is important since CO2 is cheap, green and abundant C1 source of producing lots of valuable chemicals. One of the most investigated process in this area is the synthesis of five-membered cyclic carbonates via the coupling of CO2 and epoxides. The aim of this thesis is transformation of CO2 into cyclic carbonates using 1 and 2 compounds as catalysts.The recent researches focused on ionic liquids which have imidazolium structure due to ease of synthesis, air and moisture stability. The immobilization of the catalyst onto a solid support is most promising methodology for an efficient continuous flow process based on active and selective catalysts. Trialkoxysillyl functionalized ionic liquids are used for the preparation of supported compounds but there is a few study related to imeo [1-(3-triethoxysilyl)propylimidazoline] based compounds.This thesis consist of four parts. The first part is a general review about ionic liquids, supported ionic liquids and their catalytic and industrial application The second part is a concise review about the effect of carbon dioxide to environment and chemical fixation of it. In part III, the experimental details and synthesis of imidazolinium salts (1) and immobilized imidazolinium (2) compounds were given. In part IV, the characterization of silisium-based imidazolinium salts (1) and supported imidazolinium compounds (2) were described in detail. Using these compounds as catalyst, the synthesis of cyclic carbonates from carbon dioxide and terminal epoxides were also mentioned in this part. The effect of the length of chain, functional group and anion on the homogeneous structure and the effect of different type of supporting materials on the heterogeneous structure and catalytic activity were investigated. The optimization studies on the catalytic system were also performed.According to catalytic experiment results, the most active catalysts for the 1 type complexes 1o [1,4-(3-triethoxysilylpropyl)butane dibromide] (92%); for the 2 type complexes 2B (75%) was found. The optimization of the catalytic system was performed changing the parameters such as the amount of catalyst, temperature, pressure, time and epoxide. According to the optimization experiments, 120 oC, 1.5 MPa carbon dioxide pressure, 0.5 mol % catalyst(1o or 2B) and 3 h was determined to be optimum conditions.
Benzer Tezler
- Katı hal reaksiyonu ile kordiyerit oluşumuna TiO2, Fe2O3 ve Cr2O3 katkılarının etkisi
The effect of TiO2, Fe2O3, Cr2O3 additives on formation of cordierite via solid state reaction
MUZAFFER ŞAMİL ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- İçme suyunun polimerik nanokompozit membranlar ile arıtımı
Treatment of drinking water with nanocomposite membranes
ZEYNEP ÜSTKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURTAÇ ÖZ
- Plasmonik sistemlerde iyileştirilmiş fotokatalitik su ayrıştırma ile hidrojen üretimi
Hydrogen production via enhanced photocatalytic water splitting in plasmonic systems
MOHAMMED ALFATIH SALAH HAMZA HAMID MOHAMMED ALFATIH SALAH HAMZA HAMID
Doktora
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL BOZ
- Biyokütle ve kömür birlikte yakma sistemlerinde sinerji araştırması
Synergy research in biomass and coal cofiring systems
SİNEM ÖZSOY AYDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Determination of nanotoxicological effects of silver (Ag0) and aluminium (Al0) nanoparticles on microbial community structure in activated sludge
Gümüş (Ag0) ve aluminyum (Al0) nanoparçacıklarının aktif çamurdaki mikrobiyal yapıya olan nanotoksikolojik etkilerinin belirlenmesi
ELİF BUKET PARLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU