Polar ve non-polar solventlerın katalitik oksidasyon ile giderimi ve etkin katalizör geliştirilmesi
Removal of polar and non-polar solvents by catalytic oxidation and development of effective catalyst
- Tez No: 864316
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KARAGÜNDÜZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Tez çalışması; polar ve non-polar solventlerin katalitik oksidasyon yöntemiyle etkili ve ekonomik bir şekilde giderilmesini sağlayan katalizörlerin üretilmesi, incelenmesi ve uygulanmasını amaçlamaktadır. Bu amaçla farklı destek maddeleri ve farklı etkin maddeler kullanılarak 3 farklı katalizör grubu tespit edilmiştir. Destek maddeleri yıllardır geniş yüzey alanıyla katalitik uygulamalarda destek maddesi olarak tercih edilen aktif karbon ve pek çok uygulama alanı sunan hidrotalsit türevidir. Aktif maddeler olarak katalitik uygulamalarda kendine sıklıkla yer bulan Ce ve Co'ın Mn ile sinerjik etkisi gözlenmiştir. Toplam 13 katalizör (Ce-AC, Ce4Mn-AC, CeMn-AC, CeMn4-AC, Mn-AC, CeMn, Co-AC, Co4Mn-AC, CoMn-AC, CoMn4-AC, CoMn CeCuFe-LDH ve CuFe-LDH), katalizör yapısına göre tespit edilen 3 farklı akış hızı, 5 sıcaklık (250-450oC) ve 2 farklı solvent ile gerçekleştirilen çalışmalarda, oksidasyon performansları, CO2 konsantrasyonları, katalizörlerin neme karşı dirençleri ve yeniden kullanılabilirlikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar Ce'un katalitik oksidasyon üzerinde oldukça etkili olduğunu göstermiştir. Ce hem Mn hem de CuFe ile sinerjik etki göstermiş ve katalitik oksidasyon performansını artırmıştır. En etkili katalizörler olan Ce4Mn-AC ve CeCuFe-LDH DMAC oksidasyonunda %90 üzerinde performans göstermiştir. Ayrıca Ce'un katalizör ömrünü uzattığı 6 saatlik 9 çalışma döngüsü sonucunda elde edilen veriler ile tespit edilmiştir. CeCuFe-LDH bu döngü sonucunda %5,8'lik performans kaybı gösterirken, Ce4Mn-AC yalnızca %2,8 performans kaybına uğramıştır.Ayrıca Ce'un neme karşı direnci artırdığı, DMAC sulu çözeltilerinin oksidasyonu çalışmaları gerçekleştirilerek tespit edilmiştir. Böylelikle daha önce çalışılmamış olan DMAC katalitik oksidasyon prosesi için etkili katalizörler önerilmiştir. Buna ek olarak tez çalışmasının en önemli adımlarından olan DMAC katalitik oksidasyon mekanizmasının aydınlatılması için oksidasyon gazı karışımın analizi gerçekleştirilmiş ve ara ürünler de tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar reaksiyonun kısıtlayıcı reaktifinin oksijen olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This study aims to produce, investigate and application of the catalysts that enable the effective and economical removal of polar and non-polar solvents by catalytic oxidation method. For this purpose, three different catalyst groups were identified using different support materials and different active ingredients. Support materials are activated carbon, which has been preferred as support material in catalytic applications for years with its large surface area, and hydrotalcite derivative, which offers many application areas. A synergistic effect of Ce and Co, which are frequently used in catalytic applications as active substances, with Mn has been observed. 13 catalysts (Ce-AC, Ce4Mn-AC, CeMn-AC, CeMn4-AC, Mn-AC, CeMn, Co-AC, Co4Mn-AC, CoMn-AC, CoMn4-AC, CoMn CeCuFe-LDH and CuFe-LDH), oxidation performances, CO2 concentrations, resistance to moisture and reusability of catalysts were examined in studies carried out with 3 different flow rates, 5 temperatures (250-450oC) and 2 different solvents determined according to the catalyst structure. The results obtained showed that Ce is very effective on catalytic oxidation. Ce showed a synergistic effect with both Mn and CuFe and increased the catalytic oxidation performance. The most effective catalysts, Ce4Mn-AC and CeCuFe-LDH, showed over 90% performance in DMAC oxidation. In addition, it was determined that Ce extended the catalyst life with the data obtained as a result of 9 working cycles of 6 hours. While CeCuFe-LDH showed a 5.8% performance loss as a result of this cycle, Ce4Mn-AC suffered only a 2.8% performance loss. In addition, it was determined by carrying out oxidation studies of DMAC aqueous solutions that Ce increased the resistance to moisture. Thus, effective catalysts have been proposed for the DMAC catalytic oxidation process, which has not been studied before. In addition, in order to elucidate the DMAC catalytic oxidation mechanism, which is one of the most important steps of the thesis study, the oxidation gas mixture was analyzed and intermediate products were identified. The results obtained showed that the limiting reagent of the reaction was oxygen.
Benzer Tezler
- Calix[4]pyrrole based sensors and supramolecular polymers
Kaliks[4]pirol temelli sensörler ve supramoleküler polimerler
SAMET YUVAYAPAN
- Enhancing wastewater treatment efficiency through laccase-mediated biodegradation of trace organic contaminants
Kalıcı organik kirleticilerin laccase aracılı bıodegredasyonu ile atıksu arıtım verimliliğinin artırılması
GÜLTEN YÜKSEK
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR
PROF. DR. HUBERT CABANA
- Investigation of antioxidant and antimicrobial effects of Plantago major leaves
Plantago major yapraklarının antioksidan ve antimikrobiyal etkilerinin araştırılması
ÖZGE KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURSEN ÇORUH
YRD. DOÇ. DR. A. GÜLÇİN SAĞDIÇOĞLU CELEP
- Yeni silisyum ftalosiyaninlerin sentezi ile fotokimyasal ve biyolojik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of new silicon phthalocyanines with the investigation of their photochemical and biological properties
CANAN USLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. B. ŞEBNEM SESALAN
- Synthesis and characterization of carbon quantum dots by microwave heating method
Mikrodalga ısıtma yöntemiyle karbon kuantum noktalarının sentezi ve karakterizasyonu
ANITA NABII
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ ÜNLÜ
DOÇ. DR. SEDEN BEYHAN