Development of solid acid catalysts for cellulose acetate production
Selüloz asetat üretimi için katı asit katalizörlerinin geliştirilmesi
- Tez No: 747593
- Danışmanlar: PROF. DR. SELAHATTİN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Selüloz asetat (CA), çeşitli endüstrilerde geniş bir uygulama yelpazesine sahip ticari olarak en önemli selüloz türevlerinden biridir. Yeşil bir yaklaşım olarak, selüloz asetat üretimi için heterojen katı asit katalizörlerinin geliştirilmesi önemlidir. Bu tezin amacı, mikrokristalin selülozdan asetik anhidrit ile solventsiz selüloz asetat üretimi için aktif ve kararlı heterojen katı asit katalizörleri geliştirmektir. Katalizör sülfatlama kaynağı olarak amonyum sülfat ve klorosülfonik asit (CSA) kullanılmıştır. Amonyum sülfat ((NH₄)₂SO₄) ile sülfatlanmış katalizörler, La dahil edilmiş titanya-silika (SO4/La-TiO2-SiO2), sülfatlanmış titanya-silika (SO4/TiO2-SiO2) ve sülfatlanmış Ti-SBA-15'tir (SO4/Ti-SBA-15). CSA/Ti-SBA-15 katalizörleri ise klorosülfonik asit ile sülfatlanmıştır. Si/Ti mol oranlarının (6, 10, 20) CSA/Ti-SBA-15 katalizörlerinin stabilitesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Katalizörlerin aktivitesi ve stabilitesi, 10:1 asetik anhidrit/selüloz AGU mol oranı ile 80 °C'de asetik anhidrit ile selüloz asetilasyon reaksiyonunda test edilmiştir. Reaksiyon süresinin (2, 4, 6 ve 8 saat) ve katalizör miktarının (0.10, 0.25 ve 0.5 g) reaksiyon üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sentezlenen selüloz asetat numuneleri FT-IR, 1H-NMR ve TGA ile analiz edilmiştir. CSA/Ti-SBA-15 (10) katalizörü, %2.84 liç, %89.6 dönüşüm, %74.6 verim ve 2.69 DS ile en aktif ve kararlı katalizör olarak bulunmuştur. CSA/Ti-SBA-15 (10) katalizörünün aktivitesi ve stabilitesi aseton ile muamele edildikten sonra da araştırılmıştır. 3. reaksiyon döngüsü sonunda A-CSA/Ti-SBA-15 (10) katalizörünün %58.6 selüloz dönüşümü, %50 CA verimi, 2.62 DS ve %1.68 kükürt liçi ile aktif ve kararlı bir katalizör olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Cellulose acetate (CA) is one of the most commercially important cellulose derivatives with a wide range of applications in various industries. As a green approach, the development of heterogeneous solid acid catalysts for cellulose acetate production is important. The objective of the present thesis is to develop active and stable mesoporous solid acid catalysts for solventless cellulose acetate production with acetic anhydride from microcrystalline cellulose. As catalyst sulfating agents, ammonium sulfate and chlorosulfonic acid (CSA) were applied. Ammonium sulfate ((NH₄)₂SO₄) sulfated catalysts are La incorporated titania-silica (SO4/La-TiO2-SiO2), sulfated titania-silica (SO4/TiO2-SiO2), and sulfated Ti-SBA-15 (SO4/Ti-SBA-15), whereas the CSA/Ti-SBA-15 catalysts were sulfated by chlorosulfonic acid. The effect of Si/Ti mole ratios (6, 10, 20) on the stability of CSA/Ti-SBA-15 catalysts was investigated. Activity and stability of the catalysts were tested in the cellulose acetylation reaction by acetic anhydride at 80 oC with a 10:1 acetic anhydride to cellulose AGU mole ratio. The effect of reaction time (2, 4, 6, and 8 h) and amount of catalyst (0.10, 0.25, and 0.5 g) on the reaction were investigated. Synthesized cellulose acetate samples were analyzed by FT-IR, 1H-NMR, and TGA. CSA/Ti-SBA-15 (10) was found to be the most active and stable catalyst with 2.84 % leaching, 89.6 % conversion, 74.6 % yield, and DS of 2.69. The activity and stability of CSA/Ti-SBA-15 (10) catalyst were further investigated after its treatment with acetone. At the end of the 3rd cycle, A-CSA/Ti-SBA-15 (10) was found as an active and stable catalyst with 58.6% cellulose conversion, 50% CA yield, DS of 2.62, and 1.68% sulfur leaching.
Benzer Tezler
- Bazı atık biyokütle kaynaklarından 5-hidroksimetilfurfural ve levulinik asit eldesi için katı asit katalizörlerin geliştirilmesi ve aktivitelerinin incelenmesi
Investigation and development of solid acid catalyts from some waste biomass sources for production of 5-hydroxymethylfurfural and levulinic acid
DİLEK ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaBursa Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇAK KAYA ÖZSEL
- Catalyst development for conversion of glucose to 5-hydroxymethylfurfural (HMF)
Glikozun 5-hidroksimetil furfural (HMF)'a dönüşümü için katalizör geliştirilmesi
AZİZ RAHMAN AYLAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SOLMAZ AKMAZ
- Kullanılmış yağların pirolizi ile organik kimyasallar ve yakıt üretimi
Başlık çevirisi yok
LEVENT DANDİK
- Lignoselülozik biyokütlenin inorganik bileşenlerinin uzaklaştırılmasının kül özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect on ash properties of removal of inorganic components from lignocellulosic biomass
ÖVÜL HALİL ÇÖP
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Lineer alkil triaminlerde azot atomları arasındaki zincir uzunluğunun anyonik platin(IV) iyonlarının adsorpsiyonu üzerine etkisi
Effect of spacer length between n atoms of linear alkyl triamines on adsorption of anionic platinum (IV) ions
FATİH BİLGİN