Geri Dön

Structural factors determining short- and long-term thermal stability limits of bulk and metal-oxide supported ionic liquids with 1-n-butyl-3-methylimidazolium, [BMIM]+, cation

1-bütil-3-metilimidazolyum katyonlu iyonik sıvıların saf halde ve metal-oksit destekler üzerindeki kısa ve uzun dönemli ısıl dayanıklılık limitlerini belirleyen yapısal faktörler

  1. Tez No: 374449
  2. Yazar: ASLI AKÇAY
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALPER UZUN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 194

Özet

İyonik sıvılar, 100 °C derecenin altında sıvı fazda, iyonlar halinde bulunan tuzlar olarak tanımlanır. İyonik sıvılar, yapılarındaki anyon/katyon gruplarının değiştirilerek istenilen fiziksel-kimyasal özellikleri sağlayabildikleri için uygulama alanlarında çeşitli avantajlar sağlarlar. İyonik sıvıların farklı metal-oksit destekler üzerindeki ısıl bozunma sıcaklıklarının tespiti, bu sıvıların katalizör sistemlerinde kullanımı ve maksimum uygulanabilir sıcaklıklarının belirlenmesi için çok önemlidir. Bu çalışmadaki amaç, sabit katyona sahip (1-bütil-3-metilimidazolyum) çeşitli anyonlarla oluşturulmuş iyonik sıvıların belirlenen metal-oksit destekler üzerindeki kısa ve uzun dönemli ısıl kararlılıklarının belirlenmesidir. Farklı asitlik değeri taşıyan iyonik sıvıların farklı yüzey yüküne sahip desteklerle nasıl bir etkileşim içerisinde olduğunun bulunması hedeflenmiştir. İyonik sıvılarla kaplanmış metal-oksitlerin ısıl kararlılıkları, termogravimetrik analiz (TGA) yöntemiyle belirlenmiştir. Isıl kararlılığın, iyonik sıvının yapısına bağlı olduğu gözlemlenmiştir. Bu kapsamda, metal-oksit desteklerinin yüzey asitliği ve imidazolyum katyonu üzerindeki C2 protonunun ısıl kararlılığı kontrol eden iki önemli faktör olduğu belirlenmiştir. Aynı zamanda anyon boyutunun da ısıl kararlılık üzerinde rol oynadığı belirlenmiştir. Dokuz iyonik sıvının dört metal-oksit (SiO2, TiO2, γ-Al2O3, MgO) üzerindeki ısıl dayanıklılıkları kullanılarak matematiksel bir model geliştirilmiştir. Bu modelle benzer yapıya sahip iyonik sıvıların farklı yüzey asitliğine sahip metal-oksit destekler üzerindeki ısıl dayanıklılığının tahmin edilebilmesi hedeflenmiştir. Bir sonraki adım olarak ise, dokuz iyonik sıvının isotermal-TGA yöntemiyle γ-Al2O3 üzerindeki uzun dönemli ısıl dayanıklılıklarının belirlenmesi ve bozunma için gerekli olan aktivasyon enerjisinin iyonik sıvının yapısına bağlı olarak nasıl bir değişiklik gösterdiğinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Çalışmalar sonucunda uzun dönemli ısıl dayanıklılıkların kısa dönemli ısıl dayanıklılıklarından en az 60 °C düşük olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçlarına dayanarak, uygulama alanlarında çalışma koşullarına bağlı olarak daha uygun iyonik sıvıların seçilebilmesi öngörülmüştür.

Özet (Çeviri)

Ionic liquids (ILs) are the first choice in many applications such as synthesis, electrochemistry, and especially in catalysis because of their tunable physicochemical properties. In catalysis field, determination of thermal stability limits of metal-oxide supported ILs is crucial for proper choice of ILs at application conditions because determined stability limits of pure ILs are not applicable for these systems. Because, ILs directly interact with metal-oxides and these interactions influence thermal stability of ILs significantly. In the first part of this study, structural factors determining thermal stability of ILs with 1-n-butyl-3-methylimidazolium, [BMIM]+, cation on SiO2, TiO2, γ-Al2O3, and MgO were determined. Results show that thermal stability limits of ILs increase with decreasing inter-ionic interaction strength. Stability limits of ILs linearly increase with increasing acidity of C2 proton on imidazolium ring, controlling inter-ionic interaction strength. Moreover, anion size significantly influences stability limits. Presence of metal-oxide lowers stability limits significantly as surface acidity decreases with increasing point of zero charge (PZC) of metal-oxide. Based on these findings a model was developed as a function of PZC and ν(C2H) to estimate stability limits of [BMIM]+-based metal-oxide-supported ILs. Finally, γ-Al2O3-supported ILs' long-term thermal stabilities were determined by isothermal TGA measurements based on 1 % mass loss after 6 h treatments. Long-term stability limits were lower more than 60 °C from short-term stability limits. Furthermore, activation energy Ea required for decomposition were determined from the results of isothermal treatments. This study was the first step of the studies on catalysts with the IL-coated supported metal complexes.

Benzer Tezler

  1. Yüksek sanayi bacalarının statik dinamik ve betonarme hesabının bilgisayar destekli tasarımı

    Başlık çevirisi yok

    VEDAT GÜRGEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEKİ HASGÜR

  2. Bilgisayar yardımıyla süper alaşım malzeme verileri ve tasarım kriterleri kütüphanesi oluşturulması

    Başlık çevirisi yok

    M.ÇAĞLAYAN TAŞÇIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET DEMİRKOL

  3. Kalkınma ajanslarının performans ölçümünün dengelenmiş skor kart yöntemi ile ölçümlenmesi Fırat Kalkınma Ajansı örneği

    Measuring the performance of development agencies with the balanced scorecard method Firat Development Agency example

    ELİF İREHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİYE AHU GÜLÜMSER

  4. Gıda endüstrisi kaynaklı koku emisyonlarının kontrol stratejilerinin geliştirilmesi

    Development of control strategies for food industry sourced odor emissions

    İLKER AKMIRZA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR ALP

  5. Yeni bir inşaat malzemesi olarak geotekstiller

    Geotextiles as a new construction material

    Y.OKAN CİNDEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geoteknik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. REMZİ ÜLKER