Geri Dön

Elucidating the role of adsorbed states of hydrogen, water and carbon dioxide over TiO2 and Pd/TiO2

TiO2 ve Pd/TiO2 üzerinde hidrojen, su ve karbondioksit adsorplanma hallerinin rolünün aydınlatılması

  1. Tez No: 612748
  2. Yazar: BEGÜM YILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 128

Özet

Yapay fotosentez çalışmaları, CO2'in H2O kullanılarak değerli organik maddelere dönüştürülmesi için güneş enerjisinden faydalanmayı amaçlamakla birlikte, bu alandaki gelişmeler düşük üretim hızları nedeniyle gerçekçi seviyedeki uygulamalardan uzaktır. Mekanizmayı anlamak için, TiO2 P25 üzerindeki CO2 ve H2O adsorpsiyon izotermleri bir ışık kaynağı ile veya bir ışık kaynağı olmadan hacimsel kemisorpsiyon tekniği kullanılarak araştırılmıştır. Adsorpsiyon izotermleri, yük rekombinasyonu üzerine yüzeydeki yerel sıcaklık artışından dolayı foto-kaynaklı termal kimyayı gösteren dolaylı kanıtlar ortaya koymuştur. Aydınlatma altında TiO2 P25 üzerine CO2 adsorpsiyonu sırasında desorpsiyon gözlendi. Yüzeydeki yerel sıcaklık artı¸sı (160°C'ye) tahminine göre adsorbe edilen miktarların hesaplanması, aydınlatma altında makul bir adsorpsiyon izotermi verdi. Benzer şekilde, aydınlatma altında H2O adsorpsiyon izotermi, aydınlatma altında sadece kuvvetle bağlı moleküllerin varlığını gösteren Langmuir tipi adsorpsiyon izotermini göstermiştir. Bu çalışmada zayıf adsorbe edilmiş moleküllerin, yük rekombinasyonu üzerine katalizördeki yerel sıcaklık artışından ötürü desorbe edildiği iddia edilmektedir, bu da numune hücresinin 150°C'ye ısıtılması ile benzer şekilde kimyayı etkilemektedir. Buna ek olarak, mikrokalorimetre yoluyla yük rekombinasyonu üzerine salınan ısının doğrudan ölçülmesi için olan girişimler açıklanmıştır. Ayrıca, değerli metal varlığının TiO2 üzerindeki etkisini anlamak için Pd/TiO2 yüzeyi üzerinde H2 ve CO2 adsorpsiyon izotermleri bir Setaram C80 mikrokalorimetresine bağlı kemisorpsiyon manifoldu kullanılarak araştırıldı.%0.5 Pd/TiO2, destek üzerinde paladyumun nispeten daha iyi dağılımını gösterdi. Muhtemelen yayılan (spilled) hidrojene bağlı olarak oluşan oksijen boşluklarından dolayı %0.5 Pd/TiO2 üzerinde artış göstermiş CO2 adsorpsiyonunu gözlemlenmiştir. %2.0 Pd/TiO2 üzerinde bulk paladyumun bulunmasına dair kanıtlar da sunulmuştur. Bu delillere göre, yük rekombinasyonu üzerine açığa çıkan ısının kimya üzerindeki etkisine literatürde oldukça az değer biçildiği sonucuna varılmıştır. Yerel sıcaklık artışı kimyayı önemli ölçüde etkileyebilir, ancak kontrol edilemeyen sıcaklık koşulları istenmez. Son olarak önemli noktalardan bir tanesi de, metal oksit üzerinde metal hidrojen sistemleri yüzeyde hidrojen kullanarak iyileştirilmiş indirgeme reaksiyonları için bir strateji sunabilir.

Özet (Çeviri)

Artificial photosynthesis studies aim to utilize solar energy for conversion of CO2 into valuable organics using H2O; however, developments in the area are far from realistic level applications due to the low production rates. In order to understand the mechanism, CO2 and H2O adsorption isotherms over TiO2 P25 were investigated by using a volumetric chemisorption technique with and without an illumination source. Adsorption isotherms revealed indirect evidences on local temperature rise on the surface indicating photo-induced thermal chemistry upon charge recombination. Desorption was observed during CO2 adsorption over TiO2 P25 under illumination. Calculation of adsorbed amounts according to estimation for local temperature rise (to 160°C) on the surface yielded a reasonable adsorption isotherm under illumination. Similarly, H2O adsorption isotherm under illumination showed Langmuir type of adsorption isotherm indicating presence of only strongly bound molecules under illumination. In this study, weakly adsorbed molecules were claimed to be desorbed due to local temperature rise on the catalyst surface upon charge recombination resulting in similar chemistry with heating of the sample cell to 150°C. Additionally, the attempts on direct heat release measurement upon charge recombination via microcalorimeter were explained. Moreover, H2 and CO2 adsorption isotherms over Pd/TiO2 surface were investigated using a chemisorption manifold connected to a Setaram C80 microcalorimeter to understand the effect of presence of precious metal on TiO2 support. 0.5% Pd/TiO2 showed relatively well dispersed palladium on support. Enhanced CO2 adsorption observed on 0.5% Pd/TiO2 was related to increase in oxygen vacancy concentration due to spilled hydrogen during the reduction of surface. Evidences for presence of palladium bulk on 2.0% Pd/TiO2 were presented via H2-TPR results, especially. According to these evidences, it is understood that the effect of heat release upon charge recombination on chemistry is highly underrated in literature. The local temperature rise can affect the chemistry significantly;however, uncontrollable temperature conditions are not desired. Last but not least, metal hydrogen systems over metal oxide support can offer a strategy for enhanced reduction reactions by utilizing stored hydrogen on surface.

Benzer Tezler

  1. Modifiye polianilin elektrodun metanol ve etilen glikol oksidasyonunda katalitik özelliklerinin incelenmesi

    Başlık çevirisi yok

    FEHMİ FIÇICIOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimyagerlik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİGEN KADIRGAN

  2. Nöropeptid w (NPW)'nin pankreas kanseri hücre hatlarında nöral invazyon ve proliferasyondaki rolünün aydınlatılması

    Elucidating the role of neuropeptide w (NPW) in neural invasion and proliferation of pancreatic cancer cell lines

    RABİA RÜMEYSA ÖRNEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    FizyolojiAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi

    Fizyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HANDE YAPIŞLAR

    DR. ELİF SEVER

  3. Elucidating the role of foxo transcription factors on lithium induced growth arrest in hepatocellular carcinoma cells

    Foxo transkripsiyon fartörlerinin lityumun indüklediği karaciğer kanser hücrelerindeki bölünme durmasındaki rolünün saptanması

    ESRA ŞEKERCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NECLA BİRGÜL İYİSON

  4. Elucidating the role of unzipped in the visual system of Drosophila

    Unzipped genı̇nı̇n Drosophila göz sı̇stemı̇ndekı̇ rolü

    ECE TERZİOĞLU KARA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ARZU ÇELİK FUSS