Katalitik konvertörlerden Pd, Pt ve Rh metallerinin geri kazanılması, fulleren çekirdekli yolk shell tipi nanopartikül sentezi, hidrojen depolama kapasitelerinin ölçülmesi
Recovery of Pd, Pt, and Rh metals from catalyti̇c converters, synthesi̇s of fullerene-cored yolk-shell nanoparti̇cles, and measurement of thei̇r hydrogen storage capaci̇ti̇es
- Tez No: 956280
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA ULUSAL, DR. İLYAS GÖNÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Kimya, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Chemistry, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tarsus Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Paladyum, platin ve rodyum gibi hidrojen depolama teknolojilerinde kullanılan metaller, maliyetli ve sınırlı kaynaklardır. Bu metaller, otomotiv sektöründe egzoz gazlarını daha az zararlı bileşiklere dönüştüren katalitik konvertörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak zamanla işlevselliğini kaybeden bu parçalar değiştirilmekte ve atık haline gelmektedir. Kullanılan araca bağlı olarak bir katalitik konvertör 1 ila 5,5 gram arasında Pd, Pt ve Rh içermekte; bu değerli metaller ülkemizde geri kazanılamadığından yurt dışına düşük fiyatlarla satılmaktadır. Tez kapsamında, atık katalitik konvertörlerden PGM'lerin geri kazanımı için etkili bir hidrometalurjik yöntem başarıyla uygulanmış ve özellikle Platin (Pt) için %94,3'lük yüksek bir liç verimine ulaşılmıştır. Geri kazanılan metaller, ileri sentez aşamalarında kullanılmak üzere oto-indirgenebilir komplekslere dönüştürülmüştür. Bu kompleksler kullanılarak, fulleren (C₆₀) çekirdek ve metal bir kabuktan oluşan, tek ve iki tabakalı yolk-shell tipi nanomalzemeler sentezlenmiştir. Sentezlenen nanoyapıların morfolojik, yapısal ve kimyasal özellikleri XRD, SEM-EDX, HR-TEM ve BET gibi ileri karakterizasyon teknikleri ile detaylı olarak incelenmiştir. Sentezlenen malzemelerin hidrojen depolama özellikleri TPD/TPR cihazı ile analiz edilmiştir. Analizler sonucunda, tek tabakalı C₆₀@Pt yapısının yaklaşık 100-200°C aralığında en yüksek hidrojen desorpsiyon sinyalini vererek test edilen malzemeler arasında en üstün performansı sergilediği tespit edilmiştir. En düşük performans ise C₆₀@Pd numunesinde gözlemlenmiştir. Bu çalışma, atıkların değerlendirilmesiyle yüksek katma değerli nanomalzemelerin üretilebileceğini ve bu malzemelerin temiz enerji teknolojilerinden olan hidrojen depolamada etkin bir şekilde kullanılabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Palladium, platinum, and rhodium, metals used in hydrogen storage technologies, are costly and limited resources. These metals are widely used in the automotive industry in catalytic converters to transform exhaust gases into less harmful compounds. However, over time, these parts lose their functionality, are replaced, and become waste. Depending on the vehicle, a catalytic converter contains between 1 and 5.5 grams of Pd, Pt, and Rh; since these precious metals are not recovered in our country, they are sold abroad at low prices. Within the scope of this thesis, an effective hydrometallurgical method for the recovery of Platinum Group Metals (PGMs) from waste catalytic converters was successfully implemented, achieving a high leaching efficiency of 94.3%, particularly for Platinum (Pt). The recovered metals were converted into auto-reducible complexes for use in advanced synthesis stages. Using these complexes, single and double-layered yolk-shell type nanomaterials, consisting of a fullerene (C₆₀) core and a metal shell, were synthesized. The morphological, structural, and chemical properties of the synthesized nanostructures were examined in detail using advanced characterization techniques such as XRD, SEM-EDX, HR-TEM, and BET. The hydrogen storage properties of the synthesized materials were analyzed with a TPD/TPR instrument. The results of the analysis determined that the single-layered C₆₀@Pt structure exhibited the superior performance among the tested materials, providing the highest hydrogen desorption signal in the range of approximately 100 200°C. The lowest performance, however, was observed in the C₆₀@Pd sample. This study demonstrates that high-value-added nanomaterials can be produced through the valorization of waste and that these materials can be effectively used in hydrogen storage, a clean energy technology.
Benzer Tezler
- Katalitik konvertörlerden Pd, Pt ve Rh metallerinin geri kazanılması, karbon nanotüp çekirdekli yolk shell tipi nanopartikül sentezi, hidrojen depolama kapasitelerinin ölçülmesi
Recovery of Pd, Pt and Rh metals from catalytic converters, synthesis of carbon nanotube cored yolk-shell nanoparticles and measurement of their hydrogen storage capacities
CAHİT TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
EnerjiTarsus ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. FATMA ULUSAL
- Recovery and optimization of nano-materials used in catalytic converters
Katalitik konvertörlerde kullanılan nano-materyallerin geri kazanımı ve optimizasyonu
KADİR KIRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Nikel sülfür ateş analizi metodu ile katalitik konvertörlerdeki platin, paladyum ve rodyum metallerinin tayini ve metodun optimizasyonu
Determination of platinum, palladium and rhodium by nickel sulphide fire assay method and optimization of the method
MEHMET HAKAN MORCALI
Doktora
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Lab-scale DC electric arc furnace design and thermodynamic slag optimization for metal recovery from slag phase
Cüruf fazından metal geri kazanımı için laboratuvar ölçekli DC elektrik arf fırını tasarımı ve termodinamik cüruf optimizasyonu
MERT SARAÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Zararlı gazların katalitik filtrasyonunda kullanılan gözenekli heterojen destek katalizörlerin üretilmesi ve katalitik etkinliklerinin incelenmesi
Production of porous heterogeneous support catalysts used in catalytic filtration of harmful gases and investigation of their catalytic activities
UĞUR ÇAĞLAYAN