Design, construction and testing of various reactor geometries for gas-phase photocatalytic carbon dioxide reduction
Gaz fazda fotokatalitik karbon dioksit indirgemesi için çeşitli reaktör geometrilerinin tasarımı, yapımı ve test edilmesi
- Tez No: 831769
- Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, karbondioksitin gaz fazında su ile fotokatalitik indirgenmesi için kapsamlı bir sisteminin tasarımına yönelik ön çalışmaları içermektedir. Çalışmada titanyum oksit bazlı fotokatalitik malzemelerin çeşitli ışık kaynakları kullanılacağı bir sistemin tasarlanması, yapımı ve çalıştırılması amaçlanmıştır. Bunu başarmak için, laboratuvar ölçekli sistem sıfırdan inşa edilmiş, cihazların kalibrasyonu yapılmış, fotokatalizörler sentezlenmiş ve sistemin bir bütün olarak çeşitli koşullarında ilk denemesi yapılmıştır, temel değişkenler olarak ışık kaynağının türü, katalizör miktarı, gaz akış hızları ve içinden CO2 geçirilerek su buharı oluşturmak için kullanılan kabın sıcaklığı seçilmiştir. Reaksiyonlar, TiO2'ye tek ve bimetalik eş katalizör yüklenmiş fotokatalizörler ve bunlara iyonik sıvı kaplanarak elde edilen malzemeler üzerinde gerçekleştirilmiştir. İki farklı tübüler ve bir balon olmak üzere üç farlı fotoreaktör geometrisi test edilmiş, balon fotoreaktör geometrisinin en etkili olduğu görülmüştür. Tek metal (Pt veya Cu) fotokatalizörleri kullanılarak ana ürün olarak sentez gazı elde edilirken, bimetalik (Pt + Cu) fotokatalizörler kullanıldığında sentez gazı yanında metan da elde edilmiştir. Tek metal yüklü TiO2 kullanılarak elde edilen maksimum ürün verimi sırasıyla H2 için 11.79 (Pt ile) µmol/(h.gcat), CO için ise 83.72 (Cu ile) µmol/(h.gcat) olmuştur. Bimetalik fotokatalizör ile bu değerler H2, CO ve CH4 için sırasıyla 164.76, 1757.29 ve 60.26 µmol/(h.gcat) olarak gerçekleşmiştir. Geliştirilmesi gereken alanları olarak, gaz-fotokatalizör temasını daha iyi sağlayacak reaktör tasarımı ve çeşitli modifikasyonlarla fotokatalizör özelliklerinin geliştirilmesi önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis proposes a comprehensive preliminary design of a gas-phase photocatalytic carbon dioxide reduction system with water. The aim was to design, construct and operate a reaction system using titania-based photocatalytic materials and various sources of light. To accomplish this, the lab-scale process system was constructed from scratch, which was followed by calibration of the equipment, synthesis of the photocatalyst material, and initial operation of the process as a whole under varying operating conditions. The main operational variables were the type of light source, the weight of photocatalyst, the inlet gas flowrates and the water heating of the water bubbler, which was used to generate moisture and transport it with CO2 into the system. The reactions were carried out over photocatalysts containing single (Pt or Cu) and bimetallic (Pt + Cu) co-catalyst loading onto TiO2 with or without coating with ionic liquid after metal loading. Two tubular and one balloon photoreactor geometries were tested, and the balloon photoreactor geometry proved to be the most effective. Syngas was obtained as the main product using the single metal photocatalysts, while syngas and methane were obtained using the bimetallic photocatalyst. Using single metal loaded TiO2, the maximum product yield obtained was 11.79 (with Pt) and 83.72 μmol/(h.gcat) (with Cu) for H2 and CO, respectively. With the bimetallic photocatalyst, those values increased to 164.76, 1757.29, and 60.26 μmol/(h.gcat) for H2, CO, and CH4, respectively. Establishing better gas-photocatalyst contact in the photoreactor design and enhancing the properties of the photocatalyst by applying various modifications were proposed for future studies to further improve the system performance.
Benzer Tezler
- Betonun Mod I durumundaki göçmesine agrega konsantrasyonunun etkisi
Başlık çevirisi yok
A. FERHAT SARISU
- Basamak patlatmasında tasarım parametrelerinin patlatma verimliliği ve çevresel etki açısından değerlendirilmesi
Evaluation of design parameters in bench blasting in terms of blast efficiency and environmental effect
ÖZGE AKYILDIZ
Doktora
Türkçe
2022
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜRKER HÜDAVERDİ
- Çimento üretiminde öğütme kolaylaştırmaya ve mukavemet arttırmaya yönelik kimyasalların üretilmesi ve etki mekanizmalarının araştırılması
Development of chemical additives for enhanced grinding efficiency and strength improvement in cement production and their effect mechanisms
EBRU DENGİZ ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2025
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ERGİN
PROF. DR. ŞENEL ÖZDAMAR
- Exploring design based learning activities in 2nd grade science classrooms
2. sınıf bilim sınıflarında tasarım tabanlı öğrenme aktivitelerinin keşfedilmesi
ÖZLEM YAPRAK BOSTANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEğitim Programları ve Öğretim Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZTÜRK