Mikro dalga reaktör sisteminde gerçekleştirilen amonyak ayrışması reaksiyonu için karbon destekli demir yüklü nanokatalizörlerde düzenleyici etkisinin incelenmesi
Investigation of the regulatory effect in carbon-supported iron-loaded nanocatalysts for ammonia decomposition reaction in a microwave reactor system
- Tez No: 923634
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK VARIŞLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 61
Özet
Bu tez kapsamında mikrodalga reaktör sisteminde gerçekleştirilen amonyak ayrışması reaksiyonu için karbon destekli demir yüklü nanokatalizörler ve düzenleyici etkisi incelenmiştir. Destek olarak belirlenen karbon malzemeler, yüksek mikrodalga tutucu özellikleriyle mikrodalga reaktör ortamında istenilen sıcaklığa çıkılmasını sağlamaktadır. Islak emdirme metodu kullanılarak kütlece %5-15 aralığında demir içeren katalizörler sentezlenmiş ve karakterizasyon çalışmaları ile yapısal özellikleri belirlenmiştir. Mikrodalga reaktör sisteminde saf amonyak akışı (36,000 ml/gkat.saat) ve 400 °C ve üzeri reaksiyon sıcaklığında amonyağın ayrışmaya başladığı görülmüştür. Çok tabakalı karbon nanotüp üzerine %15 demir yüklemesine sahip katalizör ile 500 °C'de tam dönüşüme ulaşılmıştır. Katalizörlerin aktivitesi, konvansiyonel sistemde de test edilmiş olup, 600 °C'de aynı katalizör ile ancak %20 dönüşüm değerine ulaşılabildiği görülmüştür. Destek maddesi olarak çalışmalarda mezogözenekli karbon ve karbon fiber de kullanılmış ve her üç destek malzemesi için de seçici ve hacimsel ısıtma, sıcak nokta oluşumları gibi avantajlara sahip olan mikrodalga reaktör sisteminde konvansiyonel reaktör sistemine göre yüksek dönüşüm değerleri bulunmuştur. Konvansiyonel sistem ile reaksiyon sonrasında yapının bozulmadığını, mikrodalga sistem ile reaksiyon sonrasında yapıda demir karbit oluşumlarının görüldüğü ve metalik demir kristallerine ait piklerin şiddetinde azalmalar bulunmuştur. Mezogözenekli karbon destekli demir yüklü katalizörlerin konvansiyonel sistemdeki aktivitesini artırmak için yapıya ikinci bir metal olarak seryum eklenmiştir. Sıralı ve eş zamanlı sentezlerde eş zamanlı sentezin amonyak dönüşümünü artırdığı, sıralı sentezde ise önce seryum metalinin eklenmesinin aktivite üzerinde olumlu etkisi bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, carbon-supported iron-loaded nanocatalysts and their regulatory effects were investigated for the ammonia decomposition reaction carried out in the microwave reactor system. The carbon materials determined as supports provide the desired temperature in the microwave reactor environment with their high microwave trapping properties. Catalysts containing 5-15% iron by mass were synthesized using the wet impregnation method and their structural properties were determined by characterization studies. It was observed that ammonia started to decompose at pure ammonia flow (36,000 ml/gkat.h) and 400 °C and above reaction temperature in the microwave reactor system. Full conversion was achieved at 500 °C with the catalyst having 15% iron loading on the multilayer carbon nanotube. The activity of the catalysts was also tested in the conventional system and it was seen that only 20% conversion value could be reached with the same catalyst at 600 °C. In the studies, mesoporous carbon and carbon fiber were also used as support material and in the microwave reactor system, which has advantages such as selective and volumetric heating and hot spot formations for all three support materials, high conversion values were found compared to the conventional reactor system. It was found that the structure was not deteriorated after the reaction with the conventional system, iron carbide formations were seen in the structure after the reaction with the microwave system and the intensity of the peaks belonging to metallic iron crystals decreased. In order to increase the activity of mesoporous carbon supported iron loaded catalysts in the conventional system, cerium was added to the structure as a second metal. It was found that simultaneous synthesis increased ammonia conversion in sequential and simultaneous syntheses, and adding cerium metal first in sequential synthesis had a positive effect on the activity.
Benzer Tezler
- Amonyağın hidrojene dönüşümünün mikrodalga odaklı sistemde kobalt, nikel ve molibden ile aktifleştirilmiş destekli katalizörler varlığında incelenmesi
Investigation on conversion of ammonia to hydrogen in microwave focused system in the presence of cobalt, nickel and molybdenum activated supported catalysts
RUKAN CAN SEYFELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK VARIŞLI
- Mezogözenekli alumina destekli katalizörlerin mikrodalga reaktörde hidrojen üretimi için uygulaması
Application of mesoporous alumina supported catalyst on microwave reactor for hydrogen production
ZEHRA NUR YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK VARIŞLI
- Hydrogen production from ethanol over mesoporous alumina based catalysts and microwave reactor applications
Mezogözenekli alumina bazlı katalizörler ile etanolden hidrojen üretimi ve mikrodalga reaktör uygulamaları
SEVAL GÜNDÜZ
Doktora
İngilizce
2014
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TİMUR DOĞU
- Biyokütle kaynağından alternatif yakıt üretimi
Alternative fuel production from biomass
NURBANU ÇAKIRYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY OKTAR
- Krom ve molibden içerikli mezogözenekli alümina destekli katalizörlerin etan dehidrojenasyonunda mikrodalga reaktörde incelenmesi
Investigation of mesoporous alumina supported chromium and molybdenum catalysts in dehydrogenation of ethane in microwave reactor
PINAR ÇİTLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY OKTAR