Poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid) stabilized nickel(0) nanoparticles: Highly active and cost effective catalyst in hydrogen generation from the hydrolysis of hydrazine borane
Poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid) ile kararlaştırılmış nikel(0) nanoparçacıkları: Hidrazin boranın hidrolizinden hidrojen üretiminde oldukça aktif ve ekonomik katalizör
- Tez No: 338497
- Danışmanlar: PROF. DR. SAİM ÖZKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geçiş metal nanoparçacıklarının katalitik aktiviteleri, yüzeydeki atom sayısı arttıkça ve parçacık boyutları küçüldükçe artmaktadır. Ancak, metal nanoparçacıklar topaklanma ve çözelti içinde metal külçe oluşturma eğilimindedirler. Kararlı geçiş metal nanoparçacıklarının oluşumunda çözelti içinde oluşabilecek topaklanmayı önlemek için kararlılaştırıcılar kullanılır. Bu tezde, poli(4-sitiren sulfonikasit-co-maleyik asit) (PSSMA) ile kararlılaştırılmış nikel(0) nanoparçacıkların hazırlanması, tanımlanması, hazırlanan katalizörün hidrazin boranın hidroliz tepkimesinde kullanılarak elde edilen katalitik aktivite ve kinetik çalışma verileri raporlanmıştır. PSSMA ile kararlılaştırılmış nikel(0) nanoparçacıkları (PSSMA-Ni), nikel(II) klorürün PSSMA varlığında hidrazin boran ile indirgenmesi sonucunda hazırlandı. Ortalama 8.3±2.3 nm parçacık boyutuna sahip olan nanoparçacıklar santrifüjleme yöntemi ile tepkime ortamından izole edildi. İzole edilen nanoparçacıklar TEM, EDX, XRD, XPS ve UV-görünür teknikleri kullanılarak tanımlandı. Yapılan çalışmalar sonunda nikel(0) nanokümelerinin katalitik aktivite bakımından oldukça etkin ve maliyet açısından uygun olduğu tespit edildi. Oldukça aktif bulunan PSSMA-Ni nanoparçacıkları, oda sıcaklığında hidrazin boranın hidrolizi tepkimesinde katalizör olarak kullanıldı ve etkinliklerini yitirmeden 18 saat boyunca 1600 toplam çevrim sayısı sağladı. PSSMA-Ni nanoparçacıkları ile katalizlenen HBnın hidroliz tepkimesinin kinetiği; katalizör derişimine, tepken derişimine ve sıcaklığa bağlı olarak çalışıldı. Katalitik tepkimelerin aktivasyon parametreleri (Eaapp, ?H#,app and ?S#,app) elde edilen kinetik veriler kullanılarak hesaplandı. Bu çalışma, polimer ile kararlaştırılmış, nikel içerikli, monometalik, oldukça aktif ve ucuz katalizör varlığında HB?nın hidrolizinden elde edilen hidrojen üretimi ile ilgili yapılan ilk çalışma olması açısından önem taşımaktadır
Özet (Çeviri)
In general, the catalytic activity of transition metal nanoparticles increases as the fraction of atoms on the surface increases with decreasing particle size. However, transition metal nanoparticles tend to agglomerate into bulk metal in solution. In order to prevent agglomeration stabilizing agent can be used in the formation of stable transition metal nanoparticles in solution. In this study, one of the most available commercial polymers was used to provide steric stabilization during the formation of stable metal nanoparticles. In this dissertation, we report the in-situ preparation and characterization of poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid) (PSSMA) stabilized nickel(0) nanoparticles and their catalytic activity in hydrogen generation from the hydrolysis of hydrazine borane (HB). PSSMA stabilized nickel(0) nanoparticles (PSSMA-Ni NPs) were in-situ prepared from reduction of nickel(II) chloride by hydrazine borane in the presence of PSSMA as stabilizer. Nickel(0) nanoparticles with an average particle size of 8.3±2.3 nm were isolated from reaction medium by centrifugation and characterized by using TEM, EDX, XRD, XPS and UV-Vis techniques. PSSMA-Ni NPs were found as highly active and cost effective catalyst. They provide 1600 turnovers over 18 h for the hydrolysis of HB at room temperature before deactivation. The kinetics of the hydrolysis of HB catalyzed by PSSMA-Ni NPs were studied depending on the catalyst concentration, substrate concentration and temperature and the apparent activation parameters (Eaapp, ?H#,app and ?S#,app) of the catalytic reaction were calculated. This is the first study on the hydrolysis of HB in the presence of polymer stabilized monometallic nickel based catalyst which is higly active and cost effective
Benzer Tezler
- Sulfonated styrene-co-maleic acid and its derivatives as superplasticizers in concrete
Betonda süperakışkanlaştırıcı olarak sülfonlanmış stiren-co-maleik asit ve türevlerinin kullanımı
SEÇİL YENİAY
- Polymerization reactions of functionalized vegetable oils with petroleum-based macromonomers
Fonksiyonalize edilmiş bitkisel yağların petrol bazlı makromonomerler ile polimerleştirilmesi
CEM ÖZTÜRK
- Alternatif yöntemler kullanılarak proton değişim membran yakıt hücreleri için yeni membranların geliştirilmesi
Development of new membranes for proton exchange membrane fuel cells by alternative methods
YILSER DEVRİM
- Preparation of new polymeric sorbents for removal of organic wastes
Organik atıkların giderilmesi için yeni polimerik sorbentlerin hazırlanması
FATİH BİLDİK
Doktora
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Polimer elektrolit membran yakıt hücrelerinde (PEMFC) kullanım amaçlı proton iletken triazol fonksiyonlu poli(vinilbenzilklorür) kompozit membranların üretilmesi
Synthesis of proton conducting triazole functional poly(vinylbenzylchloride) composite membranes for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC)
ÖZGÜN ŞAFAK GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜNAL ŞEN