Karbon bazlı kompozit heterojen katalizörlerin sentezi ve katalitik performanslarının incelenmesi
Synthesis of carbon based composite heterogenous catalysts and investigation of their catalytic performances
- Tez No: 952846
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KADRİYE ÖZLEM HAMALOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tez çalışması kapsamında, glikozdan elde edilen karbon kürelerin destek malzemesi olarak kullanılması ile sentezlenen kompozit heterojen katalizörler formik asit dehidrojenasyonu (FAD) reaksiyonunda ilk kez kullanılmıştır. Öncelikle, destek malzemesi olarak kullanılmak üzere glikozdan hidrotermal yöntemle karbon nano ve mikroküreler (nCS, mCS) sentezlenmiştir. Daha sonra, daha yüksek spesifik yüzey alana sahip aktif karbon nano ve mikroküreler (nACS, mACS) elde etmek için sentezlenen nCS'ler ve mCS'ler, potasyum hidroksit (KOH) ile inert ortam ve yüksek sıcaklıkta reaksiyona girmiştir. Ardından, ACS'ler aminopropil trietoksisilan (APTES) ile etkileştirilerek amin ile fonksiyonelleştirilmiştir. Son olarak, aminle fonksiyonelleştirilmiş ACS'ler, ağırlıkça farklı yüzdelerde soy metal (Pd) ve soy metal olmayan (Co, Cu ve Ni) nanopartiküllerle indirgeme sonrası çöktürme yöntemiyle dekore edilerek monometalik ve bimetalik kompozit heterojen katalizörler sentezlenmiştir. En yüksek katalitik aktiviteye sahip bimetalik kompozit heterojen katalizör ve karşılaştırma yapmak amacıyla aynı miktarda Pd içeren monometalik kompozit heterojen katalizör Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı Spektroskopi Haritalama (EDS-haritalama), Brunauer-Emmett-Teller (BET), X-Işını Kırınımı (XRD), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve İndüktif Eşleşmiş Plazma - Kütle Spektrometresi (ICP-MS) analizleri ile karakterize edilmiştir. Ağırlıkça toplam metal yüzdesi 2,5 ve Pd:Co metal oranı 5:1 olan bimetalik kompozit heterojen katalizör (2,5PdCo(5:1)@N@mACS), diğer bimetalik kompozit heterojen katalizörlerle karşılaştırıldığında en yüksek katalitik aktiviteyi göstermiştir. FAD reaksiyonunda hem 2,5PdCo(5:1)@N@mACS katalizörü için hem de aynı miktarda sadece Pd metali içeren monometalik kompozit heterojen katalizörü (2,5Pd@N@mACS) için 10. dakikadaki TOF değerleri sırasıyla 525,6 ve 760 h-1 olarak hesaplanmıştır. 2,5PdCo(5:1)@N@mACS katalizörü 5 kullanımda da yüksek seçicilikte ve %100 dönüşüm ile FAD reaksiyonunu gerçekleştirirken, 2,5Pd@N@mACS katalizörünün katalitik performansının 5. kullanım sonrası %45 azaldığı gözlemlenmiştir. Bu tez çalışmasında, sentezlenen 2,5PdCo(5:1)@N@mACS katalizörünün FAD reaksiyonu için tekrar kullanılabilir bir şekilde en yüksek katalitik aktiviteyi gösteren kompozit heterojen katalizör olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, composite heterogeneous catalysts, which were synthesized by using carbon spheres synthesized from glucose as support, were used for the first time in formic acid dehydrogenation (FAD) reaction. Firstly, carbon nano and microspheres (nCS, mCS) were synthesized by using hydrothermal method from glucose to be used as support. Then, in order to obtain activated carbon nano and microspheres (nACS, mACS) with higher specific surface area, synthesized nCSs and mCSs were treated with potassium hydroxide (KOH) and reacted in an inert medium at high temperature. Afterwards, ACSs were functionalized with amine groups by treating with aminopropyl triethoxysilane (APTES). Lastly, monometallic and bimetallic composite heterogeneous catalysts were synthesized by decorating amine functionalized ACSs with noble metal (Pd) and non-noble metal (Co, Cu and Ni) nanoparticles with different percentages by weight by precipitation after reduction method. Bimetallic composite heterogeneous catalyst with the highest catalytic activity and monometallic composite heterogeneous catalyst containing the same amount of Pd for comparison were characterized by Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy Mapping (EDS-mapping), Brunauer–Emmett–Teller (BET), X-Ray Diffraction (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometer (ICP-MS) analyses. The bimetallic composite heterogeneous catalyst (2.5PdCo(5:1)@N@mACS) with a total metal loading of 2.5% by weight and Pd:Co metal ratio of 5:1 performed the highest catalytic activity compared with other bimetallic composite heterogeneous catalysts. In the FAD reaction, the TOF values at 10 min for both the 2,5PdCo(5:1)@N@mACS catalyst and the monometallic composite heterogeneous catalyst synthesized with Pd nanoparticles with the same metal loading by weight (2.5Pd@N@mACS) were calculated as 525,6 and 760 h-1, respectively. 2,5PdCo(5:1)@N@mACS catalyst performed the FAD reaction with high selectivity and 100% conversion in 5 uses, while the catalytic performance of 2,5Pd@N@mACS catalyst decreased by 45% after the 5th use. In this thesis study, it was concluded that the synthesized 2,5PdCo(5:1)@N@mACS catalyst is the composite heterogeneous catalyst which exhibited the highest catalytic activity in a reusable manner for the FAD reaction.
Benzer Tezler
- Pik demiri ve karbon çeliğinin sulu çözeltiler içindeki korozyon hızının tayini
Determination of the rate of corrosion of the cast iran and carbon steel in the aqueous solutions
EMİNE NAZAN ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYRİ YALÇIN
- Katı yakıtların akışkan yatakta yakılması ve katı miktarının yatak yüksekliğine etkisi
Combustion of solid fuels in the fkuidized beds and the effects of solid quantity to the height of bed
KAMİL BEKİR KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ YÜCEL UYAREL
- ŞAl2 Cr (HC00)3 (OH)3 Cl3Ö kompleksinin yapısı ve tabakalama“Tanning”kapasitesinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
AYSUN AÇU
- İncir işletmelerinde açığa çıkan hurda incirlerin tek hücre proteini üretiminde substrat olarak kullanımı
Başlık çevirisi yok
HÜLYA OKER
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KARAPINAR
- Toz kakaoda tağşiş saptama metodları üzerinde çalışmalar
Başlık çevirisi yok
TOMRİS ALTUĞ
Doktora
Türkçe
1987
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL GÖNÜL