Geri Dön

Selective fructose dehydration to 5-hydroxymethylfurfural by heterogeneous sulfated catalysts in different solvents

Fruktoz'un farklı çözücüler içinde 5-hidroksimetilfurfural'a sülfatlanmış heterojen katalizörlerle seçici dehidrasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 447141
  2. Yazar: EMRE KILIÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SELAHATTİN YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

Bu çalışmada, farklı sülfatlanmış (SO 4 /ZrO 2 , SO 4 /SiO 2 , SO 4 /AC, SO 4 / T iO 2 SiO 2 ve SO 4 /Ti - SBA – 15 ) ve zirkonyum sülfat yüklenmiş ( Z r S O 4 /SiO 2 ve Z r S O 4 / AC) katalizörler hazırlanmış ve karakterizasyonları yapılmıştır. SO 4 /ZrO 2 içindeki sülfür miktarının (2.5, 3.0 ve 3.5 ağ. %), SO 4 / T iO 2 SiO 2 ve SO 4 /Ti - SBA - 15 içindeki Ti miktarının (2 ve 6 ağ. %), ayrıca SO 4 / T iO 2 SiO 2 ve SO 4 /Ti - SBA - 15 içine La eklenmesinin etkisi incelenmiştir. Hazırlanan katalizörler fruktoz dehidrasyon unda dimetilsülfoksit (DMSO), su ve çift fazlı sulu çözücüler (su - MIBK ve su - MIBK - bütanol) kullanılarak test edilmiştir. Reaksiyon sıcaklığının (110, 160 ve 200 o C) ve fruktoz/katalizör ağırlık oranının (W Fr /W cat = 0.5, 1 .0 ve 2 .0 ) aktivite ve seçicilik ü zerine etkisi incelenmiştir. Aktivite testleri kesikli reaktör içinde azot ortamında gerçekleştirilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik testleri 4 kereye kadar yapılmıştır. Sülfatlanmış katalizörler farklı aktivite sonuçları göstermiştir. Ancak, SO 4 / T iO 2 SiO 2 ve SO 4 /Ti - SBA - 15 dışındaki tüm sülfatlanmış katalizörlerde sülfür liçi görülmüştür. Elde edilen bu sonuç şelatlayıcı bidentate bağların oluşumuna bağlanmıştır. Zirkonyum sülfat yüklü katalizörlerde de sülfür liçi gözlemlenmiştir. Katalizörlerin asitliği sülfür, Ti miktarı ve La eklemesiyle artmıştır. Sülfatlama işle mi Brønsted tipi asit merkezleri oluşturmuştur. DMSO içinde 110 o C'de e n aktif, seçici ve kararlı katalizör SO 4 /La - TS – 6 (% 58 fruktoz dönüşümü ve % 95 HMF seçiciliği) olarak bulunmuştur. Bu katalizör ile su içinde yapılan testlerde yüksek miktarda yan ürün oluşumu gözlemlenmiştir. Su çözücüsüne ikinci fazın (MIBK) eklenmesi seçiciliği önemli derecede (%78'e kadar) arttırmış; aktivitede ise az miktarda (7 %) düşüş e neden olmuştur . Fruktoz dehidrasyon kinetiği su - MIBK - bütanol (en seçici ve çevre dostu çözücü) içinde gerçekleştirilmiştir. Sıcaklığın 160 o C'ye çıkarılması seçiciliği arttırmıştır. W Fr /W cat oranının 0,5'ten 2.0'a çıkarılması HMF' ye seçiciliğini yüksek fruktoz dönüşümlerinde (~% 90) % 98'den % 82'ye düşürmüştür. Reaksiyon derecesi birinci derece olarak belirlenmiştir .

Özet (Çeviri)

In the present study, different sulfated (SO 4 /ZrO 2 , SO 4 /SiO 2 , SO 4 /AC, SO 4 /T iO 2 S iO 2 and SO 4 /Ti - SBA - 15) and zirconium sulfate loaded ( Z r S O 4 /SiO 2 and Z r S O 4 /AC) catalysts were prepared and characterized. Effect of sulfur content (2.5, 3.0 and 3.5 wt. %) in SO 4 /ZrO 2 , effect of Ti content (2 and 6 wt. %) in SO 4 / T iO 2 SiO 2 and SO 4 /Ti - SBA - 15, also La incorporation in to SO 4 / T iO 2 SiO 2 and SO 4 /Ti - SBA - 15 were investigated. Prepared catalysts were tested in fructose dehydration using dimethylsulfoxide (DMSO) , water and biphasic aq ue ou s solvents which were water - MIBK and water - MIBK - butanol . Effect of reaction temperature (110, 160 and 200 o C) and effect of fructose/catalyst weight ratio (W Fr /W cat = 0.5, 1 .0 and 2 .0 ) on activity and selectivity were investigated. Activity tests were performed in a batch reactor under N 2 atmosphere. Reusability tests were carried out up to 4 times. Sulfated catal ysts showed different activities . However, there was sul f ur leach ing in all of them except SO 4 / T iO 2 SiO 2 and SO 4 /Ti - SBA - 15 . This was due to chelating bidendate bond formation between S, Ti and S. Sul f ur leaching was also observed over z irconium sulfate loaded catalysts. Acidity of the catalysts in creased with sulfur and Ti content ; and also La addition. Sulfation created Brønsted acid sites. The most active, selective and stable catalyst was found to be SO 4 /La - TS - 6 (95 % HMF selectivity at 58 % fructose conversion at 110 o C ) in DMSO. Testing of this catalyst in water gave high amount o f byproducts . Introducing second phase (MIBK) to water , improved HMF selectivity significantly (up to 78 %) and reduced conversion (by 7 %). Fructose dehydration kinetics was also investigated over this catalyst in w ater - MIBK - butanol ( the most selective environmental benign solvent). Selectivity to HMF increased with reaction temperature up to 160 o C , above which it dropped. Increase in W Fr /W cat from 0.5 to 2.0 , reduced the selectivity to HMF from 98 to 82 % at high fructose conversions (~90 %). Reaction was found to be 1 st order in fructose concentration.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    863115

    Grafen kuantum noktaları ile birleştirilmiş NiAl2O4nanokompozit bazlı moleküler baskılı elektrokimyasalsensör içeren kahve örneklerinde 5-hidroksimetil furfuraltespiti

    Graphene quantum dots incorporated NiAl2O4 nanocomposite based molecularly imprinted electrochemical sensor for 5-hydroxymethyl furfural detection in coffee samples

    HATİCE EBRAR TURAN KOYUNCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Beslenme ve DiyetetikHasan Kalyoncu Üniversitesi

    Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET LÜTFİ YOLA

  2. Tez No

    197129

    Gıda endüstrisinde kullanılan enzimlerdeki tersinir enzimatik dönüşüm performansının membran reaktörlerle geliştirilmesi ve membran reaktörlerde kinetik davranışlarının incelenmesi

    Dynamic investigation of reversible enzymatic processes by membran reactors in food industry

    EBRU AKDOĞAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Gıda MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MEHMET MUTLU

  3. Tez No

    153108

    Fluorescence determination of monosaccharides and catecholamines by using dansylaminophenyl boronic acid

    Dansilaminofenil boronik asit kullanarak monosakkaritlerin ve katekolaminlerin floresans metodu ile tayini

    EBRU SEÇKİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜRVET VOLKAN

  4. Tez No

    247655

    Toksin isteği ile gelen dışkılardan üretilen c.difficile kökenlerinde toksin varyantlarının araştırılması

    Investigation of toxin variants in C.difficile strains isolated from stool samples submitted for toxin detection

    UMUT DENİZ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    MikrobiyolojiMarmara Üniversitesi

    Mikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NURVER ÜLGER

  5. Tez No

    180986

    Studies on selective adsorption of aqueous glucose or fructose on various cationic forms of zeolite Y

    Glikoz ve fruktozun sulu çözeltilerinin zeolit Y'nin farklı katyonik formları üzerinde seçici olarak adsorplanmaları üzerine çalışmalar

    SUAT BORA YEŞİLTEPE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SUZAN KINCAL

    PROF. DR. LEMİ TÜRKER

Geri Dön