Comparative study of hydrogen evolution over perovskites and other oxides
Perovskit ve diğer oksitlerin üzerinde hidrojen oluşumunun karşılaştırmalı çalışması
- Tez No: 652444
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bu çalışma, titanat, tantalat ve niyobyum perovskitlerini ve bazı diğer oksitleri temel alan fotokatalizörlerin çeşitli ayırıcı maddelerin %20 sulu çözeltisinde hidrojen üretim verimliliklerini karşılaştırmayı amaçlamaktadır. Perovskitleri hazırlamak için katı hal sentezi kullanılırken, nano formdaki TiO2, Ta2O5, Nb2O5 satın alınıp direkt olarak kullanılmıştır. Ağırlıkça %1 Pt eş katalizörü örneklerin üzerine tam ıslak emdirme yöntemi ile eklenip, ağırlıkça %0.2 Au, %1 Cu ve %0.2 Au-%0.8 Cu eş katalizörleri ise TiO2 üzerine tortu çökertme ve sıralı tortu çökertme yöntemleriyle eklenerek test edilmiştir. Ultraviyole-görünür ışık altında Pt/SrTiO3'e ait hidrojen üretim D(+) glikoz monohidrat (136.2 μmol/h.gcat), metanol (107.2 μmol/h.gcat), etilen glikol (112.5 μmol/h.gcat) çözeltilerinde oldukça yüksek iken, maksimum değerlerden sonra azalmıştır. Ancak formik asit ve gliserin çözeltilerindeki hidrojen üretim oranları daha stabildir. Ayrıca Pt/TiO2, gliserin çözeltisinde test edilmiş ve 1146 μmol/h.gcat hidrojen üretimi ile SrTiO3'den daha yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermiştir. Ağırlıkça % 0.2 Au/TiO2 katalizörü, Au yükleme miktarı Pt'den beş katı kadar az olmasına rağmen 1085.1 μmol/h.gcat hidrojen üretmiştir ve görünür ışık altında bile hidrojen üretimi, 201.4 μmol/h.gcat ile ciddi sayılabilecek düzeyde ve Pt'den oldukça yüksek olmuştur. 40-50 nm civarında ki parlak ve küresel altın nano parçacıklarının TiO2 üzerindeki dağılımı ve boyutu SEM ile incelenirken band aralık enerjileri Kubelka-Munk method yardımıyla UV-VIS spektroskopisinde yaklaşık olarak 2.97 eV bulunmuştur ki bu değer TiO2'nin band aralık değerine oldukça yakındır. XRD sonuçları, nano form TiO2 için anatase fazının varlığını ve SrTiO3 için kübik kristal fazın varlığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This study aims to compare the hydrogen evolution efficiency of photocatalysts based on titanate, tantalate, and niobium perovskite as well as some other oxides in 20% aqueous solution of various sacrificial agent. The solid-state reaction (SSR) method was used to prepare perovskites while nanopowder TiO2, Ta2O5 and Nb2O5 were used directly as purchased. 1 wt.% Pt cocatalyst was loaded on the samples by the incipient-to-wetness impregnation method; 0.2 wt.% Au, 1 wt.% Cu and 0.2 wt.% Au-0.8 wt.% Cu cocatalysts were also tested by loading them over TiO2 via deposition precipitation with urea (DPU) and sequential-DPU (S-DPU) methods. The hydrogen production rate on Pt/SrTiO3 under UV-VIS irradiation was much higher in D(+)-glucose monohydrate (GLU) (136.2 μmol/h.gcat), methanol (MeOH) (107.2 μmol/h.gcat), and ethylene glycol (EG) (112.5 μmol/h.gcat) solutions but it decreased after a maximum. However, the hydrogen generation rate in formic acid (FA) (54.8 μmol/h.gcat) and glycerol (GLY) (14.6 μmol/h.gcat) solutions were more stable. Pt/TiO2 was also tested in GLY solution, and the hydrogen production rate was found as 1146 μmol/h.gcat indicating a better potential than SrTiO3. 0.2 wt.% Au/TiO2 catalyst also produced 1085.1 μmol/h.gcat hydrogen even though Au loading is five times lower than Pt; furthermore, this catalyst also resulted in 201.4 μmol/h.gcat hydrogen, which is still significant and much higher than Pt under visible light irradiation. The distribution and size of shiny spherical gold particles around 40-50 nm size on TiO2 was observed by the scanning electron microscope (SEM) while the band gap energies were determined around 2.97 eV, which is quite close to TiO2, using UV-VIS spectroscopy by Kubelka-Munk method. X-ray diffraction (XRD) showed that mainly anatase phase exists in nanopowder TiO2 while SrTiO3 was mainly in the cubic crystal phase.
Benzer Tezler
- Inorganic / polymeric assemblies as catalysts for water splitting
Suyun ayrışma reaksiyonu için inorganik / polimerik yapılı katalizörler
ZEYNEP KAP
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERDİ KARADAŞ
- Hidrojen enerjisi kaynaklı bir ekonomiye geçiş nasıl mümkün olabilir? Türkiye için karşılaştırmalı bir yol haritası önerisi
How is it possible to change over to hydrogen energy-based economy? A proposal for a comparative road map for Turkiye
İBRAHİM ÇAĞLAYAN
- Benzin ve metanol yakıtlı bazı ateşlemeli motorlarda performans ve emisyon karakteristiklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM KORKMAZ
- Edirne Balon(Zeplin) Hangarı mevcut durum analizi ve koruma önerileri
Edirne Balloon(Zeppelin) Hangar present condition analysis and conservation recommendations
HASIM YAMAN BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT ALMAÇ
- Chemically enhanced activated sludge process for the biodegradation of denim processing wastewaters
Denim prosesi atıksularının kimyasal destekli biyolojik ayrışabilirliğinin incelenmesi
MASOOMEH HOOSHMAND
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN