Geri Dön

Amonyum borandan sıvı fazda hidrojen üretimi için stiren divinil benzen ve alümina destekli katalizör geliştirilmesi

Development of styrene divinyle benzene and alumina supported catalyst for hydrogen production from ammonia borane in liquid phase

  1. Tez No: 342870
  2. Yazar: TAYYİBE ŞİMŞEK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKSEL ÖZKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 203

Özet

Kimyasal hidrojen depolama bileşiklerinin başında, özellikle son yıllarda dikkat çeken yüksek hidrojen kapasiteli (kütlece %19,6 H2), sulu çözeltide kararlı yapı sergileyen amonyum boran (AB;NH3BH3) gelmektedir. Düşük sıcaklıkta ve yüksek verimde AB?den hidrojen üretiminin amaçlandığı bu çalışmada AB'nin heterojen fazda katalitik hidrolizi çalışılmıştır. Deneysel çalışmalar katalizörlerin sentezi, parametrik tepkime deneyleri ve kinetik parametrelerin belirlenmesi olmak üzere üç aşamada yürütülmüştür. Destek maddesi olarak SDVB ve Al2O3, aktif madde olarak Pt, Ru, Co, Cs ve Sn'ın seçildiği çalışmada katalizörler, emdirme tekniği ve katyon değişimi ile hazırlanmıştır. Sentezlenen katalizörlerin bazı karakteristik özellikleri belirlenmiş ve aktif maddelerin destek maddesi yüzeyinde genellikle homojen dağılarak nano boyutlarda kaplandıkları görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşamasında, AB'den hidrojen üretimi üzerine başlangıç konsantrasyonu, katalizör miktarı ve sıcaklık parametrelerinin etkisi incelenmiş ve sonuçta her bir katalizör için %hidrojen üretim verimleri belirlenmiştir. Değerlendirmeler sonucunda, 50 C'de %1Pt/Al2O3, %1Ru/Al2O3, %2Sn/SDVB ve %2Cs/SDVB katalizörlerinin sırasıyla %87, %84,4, %84,4, %84,4 oranında hidrojen üretim verimiyle en yüksek performansı gösteren katalizörler olduğu belirlenmiştir. Cs ve Sn'nin SDVB destek maddesinde yüksek, Al2O3'de düşük performans gösterdiği görülmüştür. Son aşamada ise gözlenen reaksiyon hız ifadesi için üstel kinetik önerilmiş ve yapılan analizler sonucu %5Co/Al2O3 katalizörünün AB'ye göre sıfırıncı mertebe, diğer katalizörlerin birinci mertebe olduğu belirlenmiştir. Ayrıca katalizör miktarının Pt, Ru ve Co katalizörlerinde reaksiyon hız sabitiyle doğrusal ilişkili olduğu, AB başlangıç konsantrasyonunun 40 C'de Ru, Co içeren katalizörlerde etkili olmadığı, Pt katalizöründe etkin olduğu tespit edilmiştir. Tüm katalizörler için aktivasyon enerjileri hesaplanmış ve örnek olarak verilen dört katalizör için aktivasyon enerjileri sırasıyla, 32, 29, 30 ve 31 kj/mol olarak hesaplanmıştır.

Özet (Çeviri)

As chemical hydrogen storage material, especially with high hydrogen capacity (mass ratio %19,6 H2) and high stability in aqueous solutions, ammonia borane (AB; NH3BH3) attracts a great deal of attention recently. In this study, the catalytic hydrolysis in heterogen phase of AB was performed to produce hydrogen from AB with high efficiency at lower temperatures. Experimental studies were conducted in three stages as follows; synthesize of catalyst, parametric reactions experiments and determining the kinetic parameters. Catalysts were prepared with impregnation and cation exchange techniques in this study where were chosen SDVB and Al2O3 as supporting material and Pt, Ru, Co, Cs, Sn as active material. Some characteristic specifications of synthesized catalyst were determined and seen that active materials the surface of support material by dispersing homogenously in nano-scale. In the second stage of study, the effects of initial concentration, amount of catalyst and temperature on hydrogen production from AB were investigated and the percent efficiency values of hydrogen productions for each catalyst were recorded at the end of the experiment. Results point out that, %1Pt/Al2O3, %1Ru/Al2O3, %2Sn/SDVB and %2Cs/SDVB catalysts at 50 C were determined catalyst with the highest performance by showing hydrogen production efficiencies of 87%, 84,4%, 84,4%, 84,4% respectively. It was also observed that Cs and Sn had high performance in SDVB support material but low in Al2O3. At the last stage, exponential kinetic for the expression of the observed reaction rate was presented and determined that %5Co/Al2O3 catalyst is zero order with respect to AB and the other catalysts are the first order. In addition, the result point out that there is a linear relation between the amount of catalyst in Pt, Ru, and Co catalysts and the reaction rate constant and the initial concentration of AB had no effect on catalyst of Ru and Co at 40 C but effective on Pt catalyst. For all catalysts, activation energies were determined and for %1Pt/Al2O3, %1Ru/Al2O3, %2Sn/SDVB and %2Cs/SDVB catalysts, activation energies were calculated as 32, 29, 30, 31 kj/mol respectively.

Benzer Tezler

  1. Nano döküm prosedürü ile katalitik kobalt oksit kürelerinin üretimi, karakterizasyonu ve amonyum boran hidroliz reaksiyonundaki aktivitesi

    Nano-casting procedure for catalytic cobalt oxide bead preparation from calcium-alginate capsules: Activity in ammonia borane hydrolysis reaction

    BEYZA NUR KİNSİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN

    DOÇ. DR. BİLGE COŞKUNER FİLİZ

  2. Yerinde H2O2 sentezi ile fenton-benzeri reaksiyonlar için heterojen katalizör geliştirilmesi

    Development of heterogenous catalysis for fenton-like reactions with in situ H2O2 synthesis

    MEMDUHA ERGÜT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYLA ÖZER

  3. Preparation of graphene oxide supported trimetallic nanoparticles for the ammonia-borane hydrolysis and determination of its electrooxidation activity

    Amonyak-boran hidrolizi için grafen oksit destekli trimetalik nanopartiküllerin hazirlanmasi ve elektrooksidasyon aktivitesinin belirlenmesi

    SAMAL M MANSUR AHMED AHMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLAL ÇELİK KAZICI

  4. Amonyak boran sentezi ve katalitik olmayan dehidrojenasyonu

    Synthesis and non-catalytic dehydrogenation of ammonia borane

    RAGIP KIZILTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKSEL ÖZKAN

    DR. SEDAT SÜRDEM

  5. Amonyum sülfit ve asetonitril yardımıyla bakırlı liç çözeltilerinden bakır tozlarının kazanımı

    Recovery of copper powders from copper leach solutions by ammonium sulfide and acetonitrile

    DEMET SERGİLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Kimya MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİ ÇOLAK