Catalyst screening for complete oxidation of nitrogen containing compounds
Azot içeren maddelerin tam oksidayonu için katalizör taraması
- Tez No: 475000
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRKAN KARAKAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Azot tayini, YSKO, CuO, CeO2, Fe2O3, SPO, Nitrogen determination, HTCO, CuO, CeO2, Fe2O3, TPO
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Azot içeren maddelerin yüksek sıcaklıkta katalitik oksidasyonu (YSKO), çevresel ve endüstriyel numunelerde azotun tayininde için büyük önem taşımaktadır. Amonyak, nitratler ve organik azotlar gibi farklı fonksiyonel gruplarda bağlı azotun azot oksite tam oksidasyonu örneklerdeki azotu belirlemek için çok önemli bir adımdır. Bu çalışmanın temel amacı azot içeren bileşiklerdeki toplam bağlı azotun azot okside tam oksidasyonu için katalizör taramasıdır. 4 farklı katalizör örneği, ağırlıkça % 10 Cu/ Al2O3, ağırlıkça % 3 Cu- % 7 Ce / Al2O3, ağırlıkça % 5 Fe/ Al2O3 ve ağırlıkça % 1 Pt/ Al2O3, emdirme metodu ile sentezlenmiştir. Katalizör numunelerinin karakterizasyonu, X-ışını difraksiyonu (XRD) ve BET ile gerçekleştirilmiştir. Katalizör numunelerinin katalitik aktivitelerini gözlemlemek için farklı azot fonksiyonel grupları içeren maddeler ile yüksek sıcaklıkta katalitik oksidasyon (YSKO) deneyleri gerçekleştirilmiştir. Numune yapısında bağlı olan azotun yanma reaksiyonu mekanizmasını farklı sıcaklıklara göre incelemek için sıcaklık programlı oksidayon (SPO) çalışmaları yapılmıştır. YSKO deneyleri organik yapılı azot içeren maddelerdeki azotun NO gazına oksidayonu için suyun oksijen kadar önemli bir oksidant olduğunu göstermiştir. YSKO deneyleri sonuçlarına göre, ağırlıkça % 5 Fe/ Al2O3 katalizörü test edilen model bileşiklerdeki bağlı azotun NO gazına dönüştürülmesinde en iyi katalitik aktivititeyi göstermiştir. Ayrıca ağırlıkça % 1 Pt/ Al2O3 katalizörü de pyridine oksidasyonu dışında iyi bir katalitik aktivite göstermiştir. Ağırlıkça %10 Cu/ Al2O3 ve ağırlıkça % 3 Cu- % 7 Ce/Al2O3 katalizörleri seçilen bir çok model azot içeren maddelerdeki azotun NO' ya oksidasyonu için kötü performans sergilemişlerdir. Ağırlıkça % 1 Pt/ Al2O3 ve ağırlıkça % 5 Fe/ Al2O3 katalizörleri ile yapılan SPO çalışmaları asetonitril yapısında bulunan bağlı azotun 700 oC üzerindeki sıcaklıklarda tamamen NO gazına dönüştüğünü göstermektedir. Ağırlıkça % 10 Cu / Al2O3 katalizörü üzerinde gerçekleşen SPO deneylerinin sonuçları, N2 oluşumunun 900 oC'ye kadar olan sıcaklıklarda görüldüğünü göstermiştir. Ağırlıkça % 3 Cu- %7 Ce/Al2O3 katalizörü ile yapılan SPO deneyleri sonuçlarına göre; N2 ve N2O'nun 900 oC'ye kadar olan sıcaklıklarda temel azot içeren ürünler olduğu belirtilebilir. Bu çalışmada, ağırlıkça% 1 Pt / Al203, ağırlıkça% 5 Fe / Al203 katalizörleri seçilen model bileşiklerinde bağlı azotun NO'ya yüksek sıcaklıkta oksidasyonu için en iyi katalitik aktiviteyi göstermiştir. Bu nedenle; gelecekteki çalışmalarda, alümina destekli demir katalizörlerinin, HTCO tekniği kullanılarak azot tayininde platin içerikli katalizörlere ilk alternatiflerden biri olacağı belirtilebilir.
Özet (Çeviri)
High temperature catalytic oxidation (HTCO) of nitrogen containing compounds has great importance with regard to determination of the nitrogen in the environmental and industrial samples. The complete oxidation of bound nitrogen in different functional groups, ammonia, nitrates and organic nitrogen to nitric oxide is a crucial step for the determination of nitrogen in samples. The main goal of this work is catalyst screening for the complete oxidation of total bound nitrogen in the nitrogen containing compounds to nitric oxide. Four different catalyst samples, 10 % wt Cu/Al2O3, 3% wt Cu- 7 % wt Ce/Al2O3, 5 % wt Fe/Al2O3 and 1 % wt Pt/Al2O3, were synthesized by impregnation method. Characterization of the catalyst samples was performed by X-ray diffraction (XRD) and BET. High temperature catalytic oxidation (HTCO) experiments were conducted with compounds containing different nitrogen functional groups to observe the catalytic activities of the catalyst samples. Temperature programmed oxidation (TPO) studies were carried out to observe reaction mechanism of bound nitrogen at different temperatures. HTCO experiments showed that, water is as important oxidizing agent as oxygen for the oxidation of organic nitrogen to NO. According to conversion results of HTCO experiments, 5 % wt Fe/Al2O3 catalyst showed the best catalytic activity for conversion of bound nitrogen in tested model compounds to NO. 1 % wt Pt/Al2O3 catalyst also showed good catalytic activity for the model compounds oxidation except pyridine. 10 % wt Cu/ Al2O3 catalyst performed bad catalytic activity for conversions of bound nitrogen to NO for EDTA, glutamic acid and ammonium sulfate. 3% wt Cu- 7 % wt Ce /Al2O3 catalyst showed poor conversions of bound nitrogen to NO for compounds, EDTA, pyridine, ammonium nitrate and glutamic acid. TPO studies showed that complete conversion of bound nitrogen of acetonitrile to NO occurs at temperatures between 700-800 oC for the 5 % wt Fe/ Al2O3 and 1 % wt Pt/ Al2O3 catalysts. The results of TPO experiment over 10 % wt Cu/Al2O3 catalyst showed that N2 formation is seen up at temperatures to 900 oC. According to TPO experiment results over 3% wt Cu- 7 % wt Ce /Al2O3, it can be stated that N2 and N2O are the main nitrogen containing products at temperatures up to 900 oC. In this study, 5 % wt Fe/Al2O3 catalyst showed the best catalytic activity for high temperature oxidation of bound nitrogen to NO in the selected model compounds. Therefore; it can be stated for the future works that, alumina supported iron catalysts will be one of the first alternative to platinum containing catalysts in the nitrogen determination by using HTCO technique.
Benzer Tezler
- Dokunmuş ve örgü kumaş terbiyesi atıksularının arıtılması ve arıtma maliyeti
Başlık çevirisi yok
YASEMİN ŞAHİN
- Development of supported non-noble metal catalysts for partial hydrogenation of 1,3-butadiene
1,3-butadiyenin kısmi hidrojenasyonu için soy olmayan metal katalizörlerin geliştirilmesi
AHSAN JALAL
Doktora
İngilizce
2019
KimyaKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. ALPER UZUN
- Funport: An interactive public display that enhance the waiting experience at airport boarding lounges
Havalimanlarındaki bekleme deneyimini zenginleştirmek için etkileşimli kamusal ekran önerisi: Funport
CANDAN ERİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YÜKSEL DEMİR
- Protein engineering applications of novel esterase enzyme using rational design and directed evolution approaches
Rasyonel tasarım ve yönlendirilmiş evrim yaklaşımlarıyla yeni esteraz enziminin protein mühendisliği uygulamaları
ŞEYMA YILMAZ KÜPOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER
- Application of advanced oxidation and novel biological methods for the treatment of terephthalic acid plant wastewater
Tereftalik asit fabrikası atıksularının arıtılmasında ileri oksidasyon ve yeni biyolojik yöntemlerin uygulanması
GÜLEN TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYDA ATALAY
