The theoretical analysis of the interaction between methane dehydrogenation and carbon dioxide dissociation products with Ni and PtNi surfaces
Metan dehidrojenasyonu ve carbon dioksit ayrışması ürünleri ile Ni ve PtNi yüzeyleri arasındaki etkileşimin teorik analizi
- Tez No: 356951
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Methanın katalitik kuru reform reaksiyonu, genel anlayış içerisinde eş zamanlı olarak, karbon dioksit ayrışmasıyla carbon monoksit ve yüzey oksijeni oluşumunu, methan dehidrojenasyonuyla hidrojen, CHx grupları ve yüzey karbonu oluşumunu, ve, son olarak, yüzeyi karbon monoksit oluşturarak temizleyen yüzey oksijeni ile yüzey karbonu arasındaki reaksiyonu içerir. Bu çalışmanın amacı, Accelrys Material Studio?nun ab initio Dmol3 araç kutusu kullanılarak, karbon dioksitin ve onun parçalanması ile oluşan ürünlerin, karbon monoksit ve oksijen, Ni(111) ve PtNi(111) yüzeylerindeki adsorpsiyon özelliklerini incelemek, ve Ni(111) ve PtNi(111) yüzeylerinde adsorbe olan methan dehidrojenasyonu ve karbon dioksit ayrışması ürünleri için bir vibrasyonel frekans veri tabanı oluşturulmasıdır. Karbon dioksitin adsorpsiyon özellikleri Ni(111) ve PtNi(111) yüzey alışımı üzerindeki tüm olabilecek adsorpsiyon sitelerine karbon dioksit molekülü yerleştirilerek çalışılmıştır. Her iki yüzey üzerinde karbon dioksit adsorpsiyon enerjisi değerleri, konfigürasyonel değişim sırasında harcanan enerjiye bağlı olarak sıfıra çok yakın olarak elde edilmiştir. Çalışma sonuçları karbon dioksit PtNi(111) yüzey alaşımına Ni(111) yüzeyine tutunduğundan daha güçlü tutunduğunu göstermektedir. Karbon dioksitin en çok tercih ettiği adsorpsiyon sitesi hem Ni(111) yüzeyi hem de PtNi(111) yüzey alaşımı için ?bridge? sitesidir. Karbon monoksit ve oksijen adsorpsiyonu Ni(111) metali üzerinde çalışılmıştır. Karbon monoksit ve oksijenin Ni yüzeyi üzerindeki çok güçlü adsorbe olduğu doğrulanmıştır. Literatürdeki deneysel veriler ile uyumlu olan, hesaplanmış frekans veri tabanı tablolanmıştır ve ileride CDRM reaksiyonu sırasında Ni ve PtNi katalizörlerinin katalitik olarak aktif adsorpsiyon sitelerinin belirlenmesinde, Ni/Al2O3 ve Pt-Ni/Al2O3 katalizörleri üzerinde yapılmış deneysel FTIR-DRIFT çalışmalarından elde edilmiş frekans değerlerinin karşılaştırmalı analizi yoluyla kullanılacaktır.
Özet (Çeviri)
Catalytic Dry Reforming of Methane (CDRM), in general sense, involves simultaneous carbon dioxide disproportionation yielding carbon monoxide and surface oxygen, methane dehydrogenation yielding hydrogen, CHx groups and surface carbon, and, finally, reaction between surface oxygen and surface carbon that cleans the surface yielding carbon monoxide. The aim of this study is to investigate the adsorption properties of carbon dioxide and the products formed upon its dissociation, carbon monoxide and oxygen, on Ni(111) and PtNi(111) surfaces, and forming a vibrational frequency data base for methane dehydrogenation and carbon dioxide disproportination products adsorbed on Ni(111) and PtNi(111) surfaces via utilizing ab initio Dmol3 tool box of Accelrys Material Studio. Carbon dioxide adsorption properties was studied by placing carbon dioxide molecules on each possible adsorption sites of Ni(111) and PtNi(111) surface alloy. On both surfaces carbon dioxide adsorption energy values obtained were very close to zero due to the high amount of energy consumed during configurational change. Results of this study shows that adsorption of carbon dioxide is stronger on PtNi(111) surface alloy compared to the adsorption on Ni(111) surface. The most preferred adsorption site of carbon dioxide is bridge site both for Ni(111) surface and PtNi(111) surface alloy. Adsorptions of carbon monoxide molecule and oxygen atom were also studied on Ni(111) metal. Very strong adsorption of carbon monoxide and oxygen on Ni surface was verified. Calculated frequency data base, which is consistent with the experimental data in the literature, was tabulated and will be furtherly used in determination of the catalytically active adsorption sites on Ni and PtNi catalysts during CDRM reaction through comparative analysis of experimental FTIR-DRIFT studies performed on Ni/Al2O3 and Pt-Ni/Al2O3 catalysis.
Benzer Tezler
- A theoretical study on dry reforming of methane (CDRM) over cobalt metal
Kobalt metalinde metanın kuru reformlanması üzerine teorik çalışma
VASFİYE ÇİMENOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- A theoretical study on catalytic steps of hydrogen production and purification
Hidrojen üretimi ve saflaştırılması aşamalarında kullanılan katalitik sistemlerin kuramsal olarak incelenmesi
ASLIHAN SÜMER
Doktora
İngilizce
2010
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Katı oksit yakıt hücreleri için değişik anot yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of different anode structures for solid oxide fuel cells
VEDAT SARIBOĞA
Doktora
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER
- İzmir ili yavaş şehir Seferihisar örneğinde doğal ve kültürel yapı üzerine araştırmalar
Case studies of natural and cultural structure of Seferihisar, İzmir as a cittaslow
ELİF GÖÇKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT ERDEM
- A theoretical analysis of GaInNAs/GaAs quantum vells for long wavelength emission
GaInNAs/GaAs uzun dalgaboylu kuantum kuyu lazerlerin teorik olarak incelemmesi
MURAT ODUNCUOĞLU
Doktora
İngilizce
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. BEŞİRE GÖNÜL