Karbondioksit ve karbonmonoksit metanlaşma reaksiyonu için zeolit destekli katalizör geliştirilmesi
Development of zeolite supported catalysts for the carbondioxide and carbonmonoxide methanation reaction
- Tez No: 598776
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FİLİZ DEREKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu çalışmada, NaY-zeolit ve moleküler elek destekli farklı metal oksit katkılı katalizörlerin sentezi, karakterizasyonu, CO ve CO2 metanlaşma reaksiyonları için aktivite çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Nikel, demir, kobalt ve bakır içeren NaY-zeolit ve moleküler elek destekli katalizörler hem emdirme yöntemi ile hem de yüzey aktif madde destekli emdirme yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin karakteristik özelliklerini belirlemek için X-ışını kırınımı, N2 adsorpsiyon/desorpsiyon, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Fourier Tranform Infrared spektrokopisi karakterizasyon teknikleri uygulanmıştır. Karakterizasyon analizleri sonucunda katalizörlerin kristal fazları, ortalama kristal boyutları, N2 adsorpsiyon / desorpsiyon izotermleri, ortalama gözenek çapları, gözenek hacim değerleri, yüzey alanları, yüzey topografyası ve yüzeyde yer alan asit bölgeleri belirlenmiştir. X-ışını kırınım deseni analizi katalizörlerde NiO, Fe2O3, Fe3O4, Co3O4 ve CuO kristal fazlarının oluştuğunu göstermiştir. En şiddetli piklerden hesaplanan ortalama kristal boyutu değerlerinden moleküler elek destekli katalizörlerin NaY zeolit destekli katalizörlere göre daha yüksek ortalama kristal boyutuna sahip oldukları belirlenmiştir. Ortalama gözenek çapları, katalizörlerin mezogözenekli olduğunu göstermiştir. Gözenek hacim sonuçları incelendiğinde kullanılan destek türüne göre NaY zeolit ile sentezlenen katalizörlerin moleküler elek ile sentezlenen katalizörlere göre daha yüksek gözenek hacmine sahip olduğu görülmüştür. BET çok noktalı yüzey alan sonuçları incelendiğinde ise Ni/NaY, Fe/NaY, Ni/MS katalizörlerinde yüzey aktif madde eklenmesiyle yüzey alanında artış olduğu görülmüştür. Katalizörlerin katalitik aktiviteleri CO metanlaşma reaksiyonu için 125-325°C sıcaklık aralığında, CO2 metanlaşma reaksiyonu için 300-600°C sıcaklık aralığında gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon öncesi katalizörler 500°C sıcaklıkta hidrojen ile indirgenmiştir. Hem karbonmonoksit hem de karbondioksit metanlaşma reaksiyonları için en iyi katalitik aktiviteyi yüzey aktif madde destekli emdirme yöntemi ile sentezlenen nikeloksit katkılı moleküler elek destekli Ni/MS-S katalizörü göstermiştir. Ni/MS-S; CO metanlaşma reaksiyonu için 325°C'de % 94 dönüşüm verirken, CO2 metanlaşma reaksiyonu için ise 500°C'de % 50 dönüşüm vermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the synthesis, characterization and activity studies for CO and CO2 methanation were done over the different metal oxide composed and NaY-zeolite and molecular sieve supported catalysts. Nickel, iron, cobalt and copper containing NaY-zeolite and molecular sieve-supported catalysts were synthesized both by impregnation method and by using surfactant supported impregnation method. To determine the characteristics of synthesized catalysts, X-ray diffraction, N2 adsorption/desorption, scanning electron microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared spectroscopy characterization techniques were applied. As a consequence of characterization analysis, crystal phases, average crystal dimensions, N2 adsorption/desorption isotherms, average pore diameters, pore volume values, surface areas, surface topography and surface acid regions were determined. It was showed by X-ray diffraction pattern analysis that NiO, Fe2O3, Fe3O4, Co3O4 and CuO crystal phases were formed. From the average crystal size values calculated from the most severe peaks, it was determined that the molecular sieve-supported catalysts had a higher average crystal size than the NaY-zeolite supported catalysts. The average pore diameters showed that the catalysts were mesoporous. When the pore volume results were investigated, it was observed that the catalysts synthesized with NaY-zeolite have higher pore volume than the catalysts synthesized by the molecular sieve. When the results of BET multi-point surface area were examined, it was observed that the surface area increased with the addition of surfactant in Ni/NaY, Fe/NaY, Ni/MS catalysts. The catalytic activities of the catalysts were carried out in the temperature range of 125-325°C for the CO methanation reaction and in the temperature range of 300-600°C for the CO2 methanation reaction. Before the reaction, the catalysts were reduced with the hydrogen at 500°C. The best catalytic activity for both carbon monoxide and carbon dioxide methane reaction was shown by the nickel oxide doped molecular sieve-supported Ni/MS-S catalyst synthesized by the surfactant-supported impregnation method. While Ni/MS-S gave a conversion of 94% at 325°C for CO methanation reaction, for CO2 methanation reaction, it gave a 50% conversion at 500°C.
Benzer Tezler
- Fırın sisteminde hidrojen gazı katkılı doğal gaz yakıtlı proses brülörü yanma analizleri ve optimizasyonu
Hydrogen gas additive natural gas fuel combustion analysis and optimization of process burner in furnace system
ONUR SALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİHA ÖZTUNA
- Direct dimethyl ether production from carbon dioxide and biomass
Karbondioksit ve biyokütleden doğrudan dimetil eter üretimi
NUR ÇINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BETÜL ÜNLÜSÜ
- Sentez gaz yanmasında parametrik çalışma ve hedeflenen çıktıların genetik algoritmayla optimizasyonu
Parametric study and optimization of outputs aimed with generic algorithm in syngas combustion
MURAT DEHA DEĞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
- Biyodizel kullanımında püskürtme avansının performans ve emisyonlara etkisi
Effect of injection timing on the performance and emissions with biodiesel
VEYSEL KARANİ ULUDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN GÜMÜŞ
- Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi ziraat işletmesindeki yumurta tavukçuluğu yapılan kümeste kış mevsimine ilişkin çevre koşulları üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
SEDAT KARAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
ZiraatAtatürk ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TAHİR EKMEKYAPAR