A study on enhancing thermal stability of alumina
Alüminanın ısıl kararlılığının artırılması çalışması
- Tez No: 691661
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ERHAN AKSOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 118
Özet
Sıcaklığa dirençli destek malzemenin kullanılması, Metanın Kuru ve Karışık Reformasyonu, katalitik oksidasyon ve yanma reaksiyonları gibi yüksek sıcaklık gerektiren reaksiyonlarda kullanılmak üzere hazırlanan başarılı katalizörlerin ön şartıdır. Alümina, yüksek metal dağılımı elde etmek için kullanılan yaygın ve ucuz bir katalizör desteğidir, γ-Al2O3'ün yüzey alanı 220 m2/g'dır. Bununla birlikte, yüksek sıcaklık alümina fazlarının yüzey alanı yüksek fazlardan daha düşük fazlara kaymasına yol açtığından, γδθα gibi, yüzey alanı kaybının önlenmesi faz değişim sıcaklıklarının daha yüksek seviyelere kaydırılmasını gerektirir. Mevcut çalışmada, ticari γ-Al2O3 numunelerinin ısıl kararlılığı La, Ba ve Pt metalleri eklenmesi yoluyla, çeşitli hazırlama ve ön işlem parametrelerin; metal ekleme öncesi sıcaklık, vakum basıncı, kurutma sıcaklığı, başlangıç çözeltisi pH'ı ve metal eklemesi üzerine uygulanan ısıl işlem vs. gibi uygulanmasıyla artırıldı. 19 sette toplam 142 numune hazırlandı; tüm numuneler yüzey alanı, gözenek hacmi ve gözenek boyutu dağılımı ile karakterize edildi. Setleri temsil etmek için seçilen seçilmiş numuneler ayrıca XRD ve Raman spektroskopisi ile test edildi. Uygulanan en yüksek sıcaklıkta, 1150 oC'de 2 saat, kalsine edilen γ-Al2O3'ın BET yüzey alanı 8.81 m2/g olarak belirlendi. Aynı koşullar altında, ısıl dayanıklılığı artırılmış %1La/Al2O3 ve %1Ba/Al2O3 alümina numuneleri ıslak emdirme yöntemi ile elde edildi ve BET yüzey alanları sırasıyla 61.74 m2/g ve 38.26 m2/g olarak belirlendi. Sonuçlar, hazırlık sırasında uygulanan vakum basıncı ve kurutma sıcaklığının etkisinin belirsiz olduğunu gösterdi. pH etkisi, başlangıç çözeltisi pH'ı pH1'den (asidik) pH2'ye (bazik) değiştirerek araştırıldı; sonuçlar, bu numunelerin BET yüzey alanının azaldığını gösterdi. Bununla birlikte, pH ve kalsinasyon öncesi ısıl işlemin kombinasyonu, 1150 oC'de 2 saat kalsine edilmiş %1 La/Al2O3 üzerinde 68.27 m2/g BET yüzey alanına yol açan önemli ölçüde kararlılık arttırıcı etkiye sahip olduğunu gösterdi. Uygulanan metal ekleme öncesi sıcaklık uygulamasının detaylandırılması, aynı koşullar altında 70 m2/g'lık en yüksek BET yüzey alanının elde edilmesini sağladı. XRD analizi, alüminanın faz transfer sıcaklığının kayması üzerindeki ön sıcaklığın etkisini gösterdi.
Özet (Çeviri)
The use of temperature resistant support is a prerequisite for successful catalysts prepared to be used in reactions which need high temperature, like Dry and Mixed Reforming of Methane, catalytic oxidation, and combustion reactions. Alumina is a common and cheap catalyst support for achieving high metal dispersion, e.g., γ-Al2O3 has a surface area of 220 m2/g. However, as high temperature leads to phase change from high- to low-SA alumina phases, i.e. γδθα, preventing surface area loss requires to shift the phase change temperatures up to higher levels. In the current study, the thermal stability of commercial γ-Al2O3 samples was enhanced via doping with stabilizers La, Ba and Pt through application of various preparation and pre-treatment parameters such as; pre-doping temperature, vacuum pressure, drying temperature, pH of the precursor solution, and heat treatment applied upon doping. Total of 142 samples were prepared in 19 sets of samples, and all samples were characterized by their surface area, pore volume and pore size distribution. Selected samples chosen to represent each set were furtherly tested by XRD and Raman spectroscopy. Reference γ-Al2O3 calcined at the highest temperature applied, 1150 oC, for 2 hours had BET surface area of 8.81 m2/g. Under the same conditions, thermally resistant 1%La/Al2O3 and 1%Ba/Al2O3 samples prepared by incipient-to-wetness impregnation have BET surface areas of 61.74 m2/g and 38.26 m2/g, respectively. Results indicated that the effect of vacuum pressure and drying temperature applied during preparation were ambiguous. Changing only the pH of impregnation solution from pH1(acidic) to pH2(basic) led to decreased surface area values. While combination of pH regulation and post heat treatment significantly have a stabilizing effect leading 68.27 m2/g surface area for 1%La/Al2O3 upon calcination at 1150 oC for 2 hours, further elaboration of pre-doping temperature applied led to the highest BET surface area of 70 m2/g. XRD analysis confirmed the effect of pre-doping temperature on shifting the phase transfer temperature of alumina.
Benzer Tezler
- Bigadiç kolemanit konsantrelerinin yapısal seramik üretiminde alüminaya katkısının incelenmesi
The investigation of the effect of colemanite addition on alumina in the production of structural ceramics
EMİN CANER NALBANT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRÜNNİSA ATEŞOK
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Katı hal reaksiyonuyla kordiyerit sentezine çeşitli katkıların selektif etkisi ve oluşan kordiyeritin termal genleşme davranışının incelenmesi
The effect of some additives on the synthesis of cordierite via solid state reaction and on the thermal expansion behavior of cordierite
DEMET AYDOĞMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Mekanik alaşımlama süreçleri ile Al-20Si esaslı toz ve sinter kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyon çalışmaları
Studies of development and characterization of Al-20Si based powder and sintered composites by mechanical alloying processes
HASAN GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Fabrication and characterization of a carbon fiber/ epoxy composite reflector antenna
Karbon fiber/ epoksi kompozit reflektör anten imalatı ve karakterizasyonu
SÜMEYYA YAZAN ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI
- A systematic research on rational design and synthesis of innovative materials for developing high-performance perovskite solar cells
Yüksek performans perovskit güneş hücresi geliştirilmesi için yenilikçi malzemelerin mantıksal tasarımı ve sentezi üzerine sistematik bir araştırma
ALİEKBER KARABAĞ
Doktora
İngilizce
2023
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
DOÇ. DR. SAFACAN KÖLEMEN