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: 111
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
- Agrega konsantrasyonunun betonun mekanik özelliklerine etkisi
Influence of aggregate volume concentration on the mechanical properties of concrete
HASAN YILDIRIM
- Çelik ve alüminyum alaşımlı çekirdekli burkulması önlenmiş çaprazların (BÖÇ) tasarımı, üretimi ve yön değiştiren tekrarlı yükler etkisindeki davranışı
Design, fabrication, and cyclic behavior of steel and aluminum alloy core buckling restrained braces (BRBs)
ÇİGDEM KARATAŞ
Doktora
Türkçe
2012
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- İmalat sistemlerinin tasarlanması ve öncelik kurallarının belirlenmesinde yapay sinir ağlarının kullanılması
Başlık çevirisi yok
TARIK ÇAKAR
Doktora
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN TORAMAN
- Experimental investigation of structural systems made of sheathed cold-formed steel wall panels
Hafif çelik duvar panellerinden oluşan yapısal sistemlerin deneysel olarak incelenmesi
BARIŞ MERT PEHLİVAN
Doktora
İngilizce
2023
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERAY BARAN