CNT destekli Cu, Nb ve Fe bazlı katalizörlerin NaBH4 metanolizinden hidrojen üretimi için geliştirilmesi
Development of CNT-supported Cu, Nb and Fe-based catalysts for hydrogen production from NaBH4 methanolysis
- Tez No: 872399
- Danışmanlar: PROF. DR. HİLAL DEMİR KIVRAK, DR. AYKUT ÇAĞLAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Bu çalışmada, sodyum borhidrür (NaBH4) indirgeme yöntemi kullanılarak karbon nanotüp (CNT) destekli Cu, Bi, Nb, Fe, CuBi, CuFe ve NbBi katalizörü farklı atomik oranda sentezlendi. Sentezlenen katalizörlerin NaBH4 metanolizi ile hidrürde depolanan hidrojeni geri kazanımı için katalitik performansları incelenmiştir. Katalizörlerin karakterizasyonu için XRD, SEM-EDX ve haritalama, XPS, TPR ve TPD analiz teknikleri kullanılmıştır. Farklı oranlarda hazırlanan katalizörlerin hidrojen üretim hızları incelenmiş ve en yüksek hidrojen üretim hızına sahip her bir katalizör için optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. NaBH4 miktarı, metanol miktarı, katalizör miktarı ve farklı sıcaklıklar için optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. 30 °C reaksiyon sıcaklığında, hidrojen üretim hızlarının %3 Nb/CNT için 7616,28 mL/gkat.dk, %3 Fe/CNT için 8900,04 mL/gkat.dk, %3 Bi/CNT için 7158,96 mL/gkat.dk, %3 Cu/CNT için 7246,08 mL/gkat.dk, %3 CuFe(50:50)/CNT için 8954,16 mL/gkat.dk, %3 NbBi(50:50)/CNT için 8826,6 mL/gkat.dk ve %3 CuBi(80:20)/CNT için 9716,28 mL/gkat.dk olduğu bulunmuştur. Kinetik araştırmalar sonucunda, Arrhenius denklemi kullanılarak %3 CuBi(80:20)/CNT, %3CuFe(50:50)/CNT, %3NbBi(50:50)/CNT ve %3Fe/CNT katalizörleri için metanoliz sürecinin aktivasyon enerjileri sırasıyla 34,72 kJ/mol, 14,85 kJ/mol, 17,897 kJ/mol ve 14,166 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, carbon nanotube (CNT)-supported Cu, Bi, Nb, Fe, CuBi, CuFe, and NbBi catalysts were synthesized with different atomic ratios using the sodium borohydride (NaBH4) reduction method. The catalytic performance of the synthesized catalysts for the recovery of hydrogen stored in hydride via NaBH4 methanolysis was investigated. XRD, SEM-EDX and mapping, XPS, TPR, and TPD analysis techniques were used to characterize the catalysts. Hydrogen production rates of catalysts prepared at different ratios were examined, and optimization studies were conducted for each catalyst with the highest hydrogen production rate. Optimization studies were carried out for NaBH4 amount, methanol amount, catalyst amount, and different temperatures. At a reaction temperature of 30°C, the hydrogen production rates were found to be 7616.28 mL/gcat.min for 3% Nb/CNT, 8900.04 mL/gcat.min for 3% Fe/CNT, 7158.96 mL/gcat.min for 3% Bi/CNT, 7246.08 mL/gcat.min for 3% Cu/CNT, 8954.16 mL/gcat.min for 3% CuFe(50:50)/CNT, 8826.6 mL/gcat.min for 3% NbBi(50:50)/CNT, and 9716.28 mL/gcat.min for 3% CuBi(80:20)/CNT. According to kinetic investigations, activation energies of the methanolysis process were calculated using the Arrhenius equation as 34.72 kJ/mol for 3% CuBi(80:20)/CNT, 14.85 kJ/mol for 3% CuFe(50:50)/CNT, 17.897 kJ/mol for 3% NbBi(50:50)/CNT, and 14.166 kJ/mol for 3% Fe/CNT catalysts.
Benzer Tezler
- Doğrudan borhidrür yakıt hücre katalizörlerinin geliştirilmesi
Development of the direct borohydride fuel cell catalysts
SİBEL UYGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM GÖKDOĞAN ŞAHİN
- Yüksek aktiviteye sahip cnt destekli pd-zn katalizörünün formik asit elektrooksitlenme aktivitesinin incelenmesi
Investigation of formic acid electrooxidation activity of high activity cnt supported pd-zn catalyst
YONCA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİLAL DEMİR KIVRAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN ALDEMİR
- Microwave assisted n-hexane reforming on Pt-based catalyst
Pt katalizörüne dayalı olarak mikrodalga destekli n-hekzan reformasyonu
MOHAMMED ALI SALIH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya MühendisliğiYüzüncü Yıl ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLAL DEMİR KIVRAK
DOÇ. DR. ARİF KIVRAK
- Alkol yakıt hücreleri için bimetalik katalizörlerin sentezi ve elektrokimyasal karakterizasyonu
Synthesis and electrochemical characterization of bimetallic catalysts for alcohol fuel cells
EBRU ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM GÖKDOĞAN ŞAHİN
- Hidrojen peroksit yakıt hücreleri için elektrokatalizör sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of electrocatalysts for hydrogen peroxide fuel cells
BURAK YAPICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilim ve TeknolojiKonya Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM GÖKDOĞAN ŞAHİN