Production of valuable chemicals from plastic wastes containing polyethylene and polypropylene
Polietilen ve polipropilen içeren plastik atıklardan değerli kimyasalların üretimi
- Tez No: 585302
- Danışmanlar: PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ, PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Son zamanlarda plastiklerin doğada biyolojik olarak parçalanamadıklarından dolayı ciddi bir çevresel tehdit oluşturarak küresel plastik tüketimi önemli ölçüde artmaktadır. Toprağa gömme ve yakma gibi bertaraf yöntemleri, sırasıyla toprak kirliliği ve toksik gaz emisyonu ile sonuçlanmaktadır. Bu yüzden plastiğin katalitik ısıl bozunması daha güvenli ve ekonomik bir alternatif sunmaktadır. Bu çalışmada, polietilen ve polipropilenin pirolizinde alüminyum ve/veya tungstofosforik asit (TPA) yüklü silika aerojeli kullanılmıştır. Silika aerojel sol-gel tekniği kullanılarak sentezlenmiş ve farklı Al ve W/Si molar oranlarında metalleri silika aerojelin yapısına ıslak emdirme yöntemi kullanılarak yüklenmiştir. Metal kaynağı olarak alüminyum izopropoksit ve tungstofosforik asit hidrat kullanılmıştır. Piroliz reaksiyonları 400-450°C sıcaklık aralığında 5°C/dak ısıtma hızında azot atmosferinde 60 cc/dak akış hızında ve katalizör polimer kütlece 1/2 oranında gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen tüm malzemeler gözenekli malzeme gözenek boyut aralığına sahip Tip IV izotermleri göstermiştir. DRIFTS analizi, Lewis ve Brønsted asit bölgelerinin sentezlenen malzemelerdeki varlığını ortaya koymuştur. SEM görüntüleri silika aerojelin mezogözenekli yapısını ortaya koymuştur. Hem alüminyum hem de TPA emdirilmiş silika aerojel katalizörlerinin bozunma reaksiyonun aktivasyon enerjisini ve bozunma sıcaklığını düşürdüğü gözlenmiştir. Katalitik pirolizin gaz ürünleri, alüminyum yüklü silika aerojelinin yüksek metan ve asetilen seçiciliğine sahip olduğunu, TPA yüklü silika aerojelinin, hem polietilen hem de polipropilen bozunma reaksiyonları için yüksek propilen ve izobütan seçiciliğine sahip olduğunu ortaya koymuştur. Katalik pirolizin sıvı ürünleri C5-C12 hidrokarbon aralığında, benzin miktarında artış olduğunu göstermiştir. SA-7Al-3W ve SA-3Al-7W katalizörleri PE ve PP'nin katalik pirolizi için en iyi sonuçları vermiştir.
Özet (Çeviri)
Global plastic consumption has significantly increased recently creating a serious environmental threat due to the non-biodegradability of plastics. Disposal methods like landfilling and incineration result in soil pollution and emission of toxic gases, respectively. Thus the catalytic thermal degradation of plastic offers a safer and economical alternative. In this study, aluminium and/or tungstophosphoric acid (TPA) loaded silica aerogel was used in the pyrolysis of polyethylene and polypropylene. The silica aerogel was synthesized using sol-gel technique and wet impregnation was used to incorporate the metals into the silica aerogel framework using different Al and W/Si molar ratios. Aluminum isopropoxide and tungstophosphoric acid hydrate were used as metal sources. The pyrolysis reactions were performed in the temperature range of 400-450°C with a heating rate of 5°C/min, nitrogen atmosphere at a flow rate of 60 cc/min and a catalyst to polymer weight ratio of 1/2. All synthesized materials exhibited Type IV isotherms with pore sizes in the mesoporous material range. DRIFTS analysis revealed the existence of Lewis and Brønsted acid sites in the synthesized materials. SEM images revealed the mesoporous structure of silica aerogel. Both aluminum and TPA impregnated silica aerogel catalysts reduced the degradation reactions' activation energy and the degradation temperature. Gas products of catalytic pyrolysis revealed that aluminium loaded silica aerogel had high methane and acetylene selectivity while TPA loaded silica aerogel had high propylene and isobutane selectivity for both polyethylene and polypropylene degradation reactions. Liquid products of catalytic pyrolysis revealed an increase in the amounts of gasoline C5-C12 hydrocarbon range. The SA-7Al-3W and SA-3Al-7W catalysts resulted in the best results for the catalytic pyrolysis of PE and PP, respectively.
Benzer Tezler
- Çeşitli sunta ve PVC atıkların temel koprolizi
The basic copyrolysis of chipboards wastes andPVC
AMAL SAID NASSAR ANKHEILA
- Atıkların yüksek sıcaklıkta sürekli pirolizi için yarı-pilot ölçek yeni bir vidalı reaktör geliştirilmesi
Development of a new semi-pilot scale screw reactor for continuous pyrolysis of wastes at high temperature
ANIL ÜNSAÇ
Doktora
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Kolza sap-samanı piroliz katlı ürününün (Char) eldesi ve tanımlanması
Başlık çevirisi yok
AYDIN SEVER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ KARAOSMANOĞLU
- Enhancing wastewater treatment efficiency through laccase-mediated biodegradation of trace organic contaminants
Kalıcı organik kirleticilerin laccase aracılı bıodegredasyonu ile atıksu arıtım verimliliğinin artırılması
GÜLTEN YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR
PROF. DR. HUBERT CABANA
- Kobaltın alumina içeren fayalitik curuflardaki çözünürlüğünün incelenmesi
The Salubility of cobalt in alumina containing fayalitic slags
C. BORA DERİN