Metal-organik çerçeveli hibrit kompozit malzeme geliştirilmesi ve hidrojen depolama karakteristiği
Development of metal-organic framework structured hybrid composite materials and hydrogen storage characteristics
- Tez No: 416988
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKSEL ÖZKAN, DOÇ. DR. ABDURRAHMAN ASAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 242
Özet
Yapılan çalışmanın ilk aşamasında; yeni bir metal organik malzeme geliştirmek amacıyla 1,10 fenantrolin (Phen) ve N,N dietil nikotinamid (Dena) ligantlarını içeren, kobalt, demir, bakır, çinko ve nikel geçiş metallerinin trimesik (TMA) ve teraftalik (TFA) asitlerle farklı kompleksleri (15 adet) normal koşullar altında sentezlenmiştir. Daha sonra sentezlenen maddelerin; termal (TGA), FT-IR, katı hal UV, elementel (EA), toz XRD ve yüzey alanı analizleri ile karakteristik özellikleri belirlenerek moleküler yapıları aydınlatılmıştır. Bunun yanında, yapıları aydınlatılmış bileşiklerden, Zn-Phen-TFA (ZOMOF-3), Cu-Phen-TMA (ZOMOF-6) ve Cu-Dena-TMA (ZOMOF-14) bileşiklerinin, çok duvarlı karbon nano tüp (MWCNT), y-zeolit ve platin yüklü aktif karbon katkı maddeleriyle kompozitleri hazırlanmıştır. Kompozitlerin de benzer analizleri deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada; tüm örneklerin, deneysel toz-XRD verileri ve tahmini moleküler yapıları yardımıyla teorik kristal yapıları Rietveld arıtımı ve enerji minimizasyonu hesaplamalarıyla elde edilip gerçek kristal sistemini ne derece temsil ettikleri hesaplanmıştır. Çalışmaların üçüncü aşamasında, karakterize edilmiş maddelerin ve kompozitlerinin hidrojen depolama kapasiteleri, yüzey alanı ve gözenek dağılımları deneysel olarak ölçülmüştür. Son olarak, teorik modelleri oluşturulan depolayıcıların hidrojen depolama kapasiteleri, yüzey alanları ve gözenek dağılımları deneysel ölçüm koşullarında teorik olarak belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Tüm analiz, benzetim ve ölçümler sonucu en yüksek hidrojen depolama performansına sahip örneklerin, kütlece yüzde hidrojen depolama olarak 2,65 ve 2,58 performanslarla sırasıyla ZOMOF-6 ve ZOMOF-14 kodlu örnekler oldukları belirlenmiştir. En yüksek hidrojen depolama kapasitesine sahip kompozitlerin ZOMOF14 kullanılarak hazırlanan kütlece % 4 ve % 8 y-zeolit takviyeli kompozitleri olduğu ve 77 K ve 1 bar basınçta hidrojen depolama kapasiteleri sırasıyla kütlece % 2,14 ve % 2,12 olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In the present study, 15 different compounds of 1,10 Phenantroline (Phen) and Diethyl nicotinamide (Dena) ligands involving cobalt, iron, copper, zinc and nickel transition metal with trimesic acid (TMA) and terephtalic acid (TFA) were synthesized in standard temperature and pressure conditions as a first stage. Then, the molecular structures of synthesized materials were clarified by using characteristic properties determined with thermal (TGA), FT-IR, solid state UV, elemental (EA), powder-XRD and surface area analysis. In addition to that, Zn-Phen-TFA (ZOMOF-3), Cu-Phen-TMA (ZOMOF-6) and Cu-Dena-TMA (ZOMOF-14) composites were prepared along with multi-walled carbon nano-tube (MWCNT), y-zeolite and platinum loaded activated carbon additives. Similar characterization analyses were carried out for the composites as well. In the second stage, theoretical crystal structures of all samples were determined by using Rietveld refinement and energy minimization with the support of experimental powder-XRD and estimated molecular structures to what extent they represent real crystal system. In the third stage, Hydrogen storage capacities, surface areas and pore size distributions of the characterized materials and their composites were measured experimentally. Finally, hydrogen storage capacities, surface area and pore size distributions of the theoretical models of storage materials were determined and compared under the experimental measurement conditions. Current results demonstrate thatZOMOF-6 and ZOMOF-14 have the highest hydrogen storage capacities with 2.65 and 2.58 weight percent of hydrogen storage performance as a result of analysis, simulation and measurements. On the other hand, 4 wt. % and 8 wt. % y-zeolite additive contained ZOMOF-14 composites have the highest hydrogen storage capacities with 2.14 % and 2.12 wt. % consecutively at 77 K and 1 bar.
Benzer Tezler
- Composites of porous materials with ionic liquids: Synthesis, characterization, and selective gas sorption applications
Porlu materyallerin iyonik sıvılarla kompozitleri: Sentez, karakterizasyon ve seçici gaz ayırma uygulamaları
ÖZCE DURAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER UZUN
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Combining ionic liquids with metal organic frameworks for CO2capture and separation applications
Başlık çevirisi yok
MUHAMMAD ZEESHAN
Doktora
İngilizce
2021
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER UZUN
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI
- Altın nanopartiküller ile dekore edilmiş metal organik çerçeve/lipit hibrit yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of metal-organic framework/lipid hybrid structure decorated with gold nanoparticles
BÜŞRA TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE DİCLE KALAYCIOĞLU
- Production and characterisation of bacterial cellulose/metal organic framework composite structures for CO2 adsorption
CO2 adsorspsiyonu için bakteriyel selüloz/metal organik çerçeve kompozit yapıların üretimi ve karakterizasyonu
GAYE ÇİÇEKLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK NÜZHET OKTAR
DR. SEMRA ÜNAL
- Manyetik zıf-8 / kaliks[4]aren tetrakarboksilik asit türevli nanokompozit hazırlaması ve lipaz immobilizasyonunda kullanılması
Magnetic zif-8/calix[4]arene tetracarboxylic acid-derived nanocomposite preparation and use in lipase immobilization
SEBAHAT AŞCIOĞLU