5 hidroksimetilfurfural'dan (hmf) 2,5 dimetilfuran (dmf) üretimi
Production of 2,5 dimethylfuran from 5- hydroxymethylfurfural
- Tez No: 532977
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SOLMAZ AKMAZ, PROF. DR. MEHMET ALİ GÜRKAYNAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: 5-Hidroksimetilfurfural, 5-Dimetilfuran, biyoyakıt, enerji, katalizör, 5-Hydroxymethlyfurfural, 5-Dimethylfuran, biofuel, energy, catalyst
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Günümüzde fosil yakıtların giderek azalması ve enerjiye olan ihtiyacın gün geçtikçe artması nedeniyle alternatif enerji kaynaklarının araştırılması hususunda gerçekleştirilen çalışmalar önem kazanmıştır. Biyokütle hem yenilenebilir hem de ekonomik olması ile alternatif enerji kaynağı olarak oldukça dikkat çekmektedir. Biyokütleden elde edilebilecek, kimyasal ve yakıt üretimi için önemli ara ürünlerden biri olan 5-Hidroksimetilfurfural (HMF) ve yakıt ve/veya yakıt katkısı olarak kullanılmaya uygun özellikleri bulunan 2,5-Dimetilfuran (DMF) yenilenebilir enerji eldesinde umut vaad eden bileşiklerdir. Bu çalışma kapsamında biyokütleden elde edilebilen ve değerli kimyasalların, yakıtların eldesinde önemli bir ara ürün olan HMF'den yüksek nitelikte özelliklere sahip bir biyoyakıt olarak nitelendirilen DMF eldesi için yeni katalizörlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmada önce Ru, Co ve Mn tuzlarından literatürde mevcut olmayan tekli ve çoklu katalizörler ortak çöktürme, sol-gel yöntemleri kullanılarak hazırlanmış, takiben H2 ve NaBH4 ile indirgeme yöntemleri kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen katalizörler HMF'nin hidrojenasyon ile DMF'ye dönüşüm reaksiyonlarında, sıcaklık, süre, H2 basıncı, çözücü, katalizör miktarı gibi reaksiyon parametreleri değiştirilerek aktivite testlerine tabii tutulmuştur. Reaksiyon hızı ve seçimlilik yönünden etkin bulunan katalizörlerin yüzey alan analizleri için Brunauer-Emmtt-Teller; BET metodu, faz yapıları için X-Ray Kırınımı (XRD), metal dağılımları için Geçirgenlik Elektron Mikroskobu (TEM), yüzey yapıları ve içeriğinde yer alan elementlerin kimyasal ve elektron durumu için X-Ray Fotoelektron Spektroskopisi (XPS), katalizörlerin içeriğindeki metal miktarlarını belirlemek için İnduktiv Kapling Plazma Kütle Spektroskopisi (ICP-MS), katalizör içeriğindeki metal oksitlerin metalik forma indirgendiği sıcaklığı belirlemek için Sıcaklık Programlamalı İndirgeme (TPR) yöntemleri kullanılmıştır. Değişik reaksiyon koşullarında farklı oranlarda hazırlanan Co/Mn katalizörleri ile sol-gel yöntemi ile SiO2 üzerine oturtulan Ru-Co/SiO2 katalizörlerinin HMF'nin DMF'ye dönüşümünde hem reaksiyon hızı hem de seçimlilik yönünden etkili olduğu bulunmuştur. En yüksek dönüşüm ve seçimlilik değerlerine literatürde mevcut olmayan %4 oranında Ru içeriğine sahip Ru-Co/SiO2 sol-gel katalizörü ile ulaşılmıştır. Ayrıca içeriğinde soy metal bulunmayan Co/Mn katalizörleri ile de değişik reaksiyon koşullarında HMF'nin hidrojenasyonu ile DMF'ye dönüşüm reaksiyonlarında yüksek dönüşüm ve seçimlilik değerlerine ulaşılabileceği tespit edilmiştir. Kasım 2018, 104. sayfa.
Özet (Çeviri)
Nowadays, the studies on the research of alternative energy sources have ganined importance as the fosil fuels are gradually decreasing and the need of energy increases day by day. Biomass is both renewable and economical alternative energy sources, so it is attracted the attention. 5- Hydroxymethylfurfural (HMF) is one of the most important intemediate product were produced from biomass and can be used on the chemical and fuel production and 2,5-Dimethylfuran (DMF) has valuable properties for will be used like fuel and/or fuel additivies. HMF and DMF are promising compounds for renewable energy. The scope of the study, it is aimed to develop new catalysts for production DMF which has high quality properties biofuel from HMF which is an important intermediate product can be produced from biomass and valuable chemicals, fuels are produced from HMF. In the study, the mono- or multi- catalysts which were not presented in literatüre from Ru, Co and Mn salts were prepared using precipitation, sol-gel methods, followed by H2 or NaBH4 reduction methods. This catalysts were subjected in activity tests by changing the rection parameters such as temperature, time, pressure of H2, solvent, amount of catalyst for DMF production from HMF with hydrogenation process. For catalyst found to be effective for reaction rate and selectivity, Brunauer-Emmtt-Teller (BET), X-Ray Differaction (XRD), Transmittance Electron Microscopy (TEM), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Inductive Plasma Mass Spectroscopy (ICP-MS), Temperature Programmed Reduction (TPR) were used to for surface areas analysis, phases structures, metal distribution, chemical and electron status of the elements in the surface structures and content, determine the metal content of the catalysts, determine the temoerature at which metal oxides in the catalysts were reduced to the metallic form, respectively. Co/Mn catalysts prepared with different ratios and Ru-Co/SiO2 catalyst placed on SiO2 by using sol-gel method were found to be effective in both reaction rate and selectivity under different reaction conditions for conversion to DMF from HMF. The highest conversion and selectivity values were obtained with Ru-Co/SiO2 catalyst with 4% Ru content which was not found in the literature. In addition, it has been determined that hidh conversion and selectivity values can be achieved in the conversion DMF from HMF with hydrogenation reactions under different reaction conditions with Co/Mn catalyst which do not have noble metals. November 2018, 104. pages.
Benzer Tezler
- Techno-economic analysis of bioethanol production as a co-product from biomass
Biyokütleden yan ürün olarak biyoethanol üretiminin tekno-ekonomik olarak incelenmesi
ÖZGE DOYRANLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN ŞILDIR
- Muğla bölgesinde üretilen çam balı ve propolisin mikroskobik, organoleptik ve kimyasal analizi
The microscopic, organoleptic and chemical analysis of pine honey and propolis, which are produced in Muğla region
ASLI ÖZKÖK
- Kars'ta tüketilen süzme balların kimyasal analizi ile ısıtma ve kimyasal bileşiminin HMF değeri üzerine etkisinin araştırılması
Chemical analysis of filtered honey consumed in Kars and investigation of the effect of heating and its chemaical composition on HMF value
ELA AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiKafkas ÜniversitesiGıda Hijyeni ve Üretimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜVEN GÜLBAZ
- Farklı durultma proseslerinin elma suyu üretiminde fumarik asit miktarına ve bazı kalite özelliklerine etkisi
Effect of various processes on the fumaric acid and some other properties of apple juice
ŞÜKRÜ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Gıda MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. YAHYA TÜLEK
- Muğla yöresi çam ballarının kimyasal analizleri
Chemical analysis of the pine honey of Mugla region
METİN GÜNDOĞAN