Hidrojen depolanmasında dimetilamin boranın dehidrojenlenmesini katalizleyecek bakır nanopartiküllerinin sentezi, tanımlanması ve katalitik aktivitesinin sınanması
Di̇methylami̇ne borane for hydrogen storage to catalyze dehydrogenati̇on synthesi̇s of copper nanoparti̇cles, identi̇fi̇cati̇on and testi̇ng of catalyti̇c acti̇vi̇ty
- Tez No: 372617
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SİBEL DUMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bingöl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
Enerjiye olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Bu nedenle çevreyi kirletmeyen, yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynakları içerisinde hidrojen enerjisi büyük önem taşımaktadır. Ancak hidrojenin uygulanabilirliğini engelleyen en önemli konu hidrojenin depolanmasıdır. Yüksek hidrojen depolama kapasiteleriyle amin boranlar gelecek vaat etmektedir. Amin boranlar içerisinde ağırlıkça %16,9 hidrojen depolama kapasitesi, yüksek kararlılığı ve çevre dostu olması ile dimetilamin boran hidrojen depolama malzemesi olarak özel bir yere sahiptir. Bu çalışmada, düşük erime noktasına sahip olan (35°C) dimetilamin boran indirgeyici olarak kullanılırken bakır(0) nanopartikülleri ise aktif katalizör olarak dimetilamin boranın dehidrojenlenmesinde kullanıldı. Cu(acac)2 ve eriyik haldeki dimetilamin boranın yaklaşık oda sıcaklığında (30°C) çözücüsüz olarak etkileşmesi sonucu reaksiyon ortamında oluşan bis(dimetilamino)boran, (Me2N)2BH, ile kararlılaştırılmış bakır(0) nanopartiküllerinin dimetilamin boranın dehidrojenlenme reaksiyonu üzerine katalitik aktivitesi incelendi ve aktivasyon enerjisi Ea = 18 + 2 kjmol-1 olarak hesaplandı. Yeniden kullanılabilen, oldukça ucuz, aktif ve kararlı olan bakır(0) nanopartiküllerinin ortalama parçacık boyutunun 2,9 + 0,2 nm olduğu TEM görüntülerinden tespit edildi. Elde edilen bakır(0) nanopartiküllerinin yaklaşık oda sıcaklığında dimetilamin boranın neredeyse tamamen siklik dimetilamino boran, [Me2NBH2]n, ve bis(dimetilamino)boran, (Me2N)2BH,'a dönüştüğü dehidrojenlenme tepkimesinde 1,0 eşdeğer H2 üretimi ile 50 saati aşkın bir süre boyunca toplam 200 çevrim sayısına ve 19 sa-1 başlangıç frekansına sahip olduğu açıkça gözlendi. Çözücüsüz ortamda elde edilen bu nanopartiküller TEM, EDX, HRTEM, P-XRD, 11B{1H}-NMR, ATR-IR ve UV-Vis teknikleri ile tanımlandı.
Özet (Çeviri)
The need for energy is increasing day by day. Therefore, hydrogen energy in non-polluting, renewable and sustainable energy sources is of great importance. However, the most important issue that the applicability of hydrogen prevents is hydrogen storage. Amine boranes have been promising with high hydrogen storage capacity. Among amine boranes, dimethylamine-borane has a special place owing to its impressive gravimetric hydrogen capacity of 16,9 wt %, high stability and environmentally friendly as a hydrogen storage material. In this study, dimethylamine-borane which has low melting point (35°C) was used as reducing agent while copper(0) nanoparticles were used as the active catalyst in the dehydrogenation of dimethylamine-borane. Catalytic activity of in situ generated copper(0) nanoparticles by stabilizing bis(dimethylamino) borane, (Me2N)2BH, obtained as a result of interaction of Cu(acac)2 and melted dimethylamine-borane at nearly room temperature(30°C) in solventless medium was examined and activation energy, Ea, was determined as 18 + 2 kjmol-1. Average particle size of reusable, relatively inexpensive, active and stable copper(0) nanoparticles was calculated from TEM images as 2,9 + 0,2 nm. It was clearly observed that the resulting copper(0) nanoparticles were provided 200 total turnovers over 50 h with an initial turnover frequency (TOF) value of 19 h−1 at nearly room temperature with the generation of 1,0 equiv H2 at the almost complete conversion of dimethylamine borane to cylic dimethylamino borane, [Me2NBH2]n, and bis(dimethylamino) borane, (Me2N)2BH, units. These nanoparticles obtained under solventless medium were charactarized by TEM, EDX, HRTEM, P-XRD, 11B {1 H}-NMR, ATR-IR and UV-Vis techniques.
Benzer Tezler
- Hidrojen depolanmasında dimetilamin-boranın dehidrojenlenmesini katalizleyecek nikel nanopartiküllerinin sentezi, tanımlanması ve katalitik aktivitesinin sınanması
Synthesized Ni (0) nanoparticles catalyst as non-solvent was used in the synthesis, identification and testing of catalytic activity of nickel nanoparticles catalyzed dehydrogenation of the dimethylamine-borane in the hydrogen storage
HAKAN DEMİR
- Yeni nesil temiz enerji kaynağı olarak hidrojen üretiminde nanomalzemelerin sentezi ve uygulamaları
The synthesis and applications of nanomaterials for hydrogen production as a new generation clean energy sources
ÖZNUR ALPTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMRAN ERÇETİN
DOÇ. DR. FATİH ŞEN
- Hidrojen depolanmasında nanoteknoloji kullanımının incelenmesi
Nanotechnology, nanotubes and hydrogene storage
EVŞEN UĞURLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM UZUN
- Alkali çözeltilerden sodyum borhidrür ekstraksiyonu
Extraction of sodium borohydride from alkaline solutions
ECE OLGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ ZAFER
- Metal hidrür esaslı hidrojen depolanmasında reaktör tasarımının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the reactor designing in metal hydride-based hydrogen storage systems
ÜMRAN ELMAS
Doktora
Türkçe
2016
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ BEDİR
DOÇ. DR. MUHAMMET KAYFECİ