Geri Dön

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

  1. Tez No: 372617
  2. Yazar: ALİ ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SİBEL DUMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bingöl Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    KimyaBingöl Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SİBEL DUMAN

  2. 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

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiDumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMRAN ERÇETİN

    DOÇ. DR. FATİH ŞEN

  3. Hidrojen depolanmasında nanoteknoloji kullanımının incelenmesi

    Nanotechnology, nanotubes and hydrogene storage

    EVŞEN UĞURLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Makine MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM UZUN

  4. Alkali çözeltilerden sodyum borhidrür ekstraksiyonu

    Extraction of sodium borohydride from alkaline solutions

    ECE OLGUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ ZAFER

  5. 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

    Türkçe

    2016

    EnerjiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FEVZİ BEDİR

    DOÇ. DR. MUHAMMET KAYFECİ