Farklı yöntemlerle ni esaslı katalizörlerin sentezi ve biyogazdan hidrojen üretimindeki performans testleri
Synthesis of ni based catalysts with different methods and performance tests in hydrogen production from biogas
- Tez No: 958536
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN ARBAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, 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: 84
Özet
Yüksek lisans tezi kapsamında monometalik Ni ve bimetalik Ni-Co katalizörleri hazırlanarak H2S varlığında biyogazın kuru reformlanma reaksiyonunda aktiviteleri incelenmiştir. Çalışmada katalizörlerin hazırlanmasında çöktürme ve emdirme yöntemi olmak üzere iki farklı sentez yöntemi kullanılmıştır. Nikel esaslı monometalik ve Ni-Co esaslı bimetalik manyetik nanopartikül katalizörler destekli-desteksiz, kaplama ajanı içerikli ve içeriksiz olmak üzere farklı yöntemler ile sentezlenmiştir Katalizörlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi amacıyla N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, XRD, SEM, ATR-IR, DRIFTS ve TGA gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen N2 adsorpsiyon-desorpsiyon analizi sentezlenen katalizörlerin mezogözenekli yapıya sahip olduğunu göstermiştir. XRD analizleri katalizörlerde metalik nikele rastlandığını, ticari alümina (TAL) destekli katalizörlerde de γ-Al2O3 fazlarının içerdiğini göstermiştir. Katalizörlere yapılan kaplama ajanı eklentisinin yüzey alanını artırdığı ve kristal boyutunu azalttığı görülmüştür. Katalizörlerin katalitik aktivite testleri borusal sabit yataklı bir reaktörde atmosferik basınçta ve 750°C'de 0 ve 50 ppm H2S varlığı altında gerçekleştirilmiştir. Reaktör çıkışındaki gazlar gaz kromatografı (GC) cihazı kullanılarak analiz edilmiştir. Bütün katalizörler öncelikle 0 ppm H2S varlığında aktivite testine sokulmuştur. Co ilavesi biyogazın kuru reformlanma reaksiyonuyla aynı anda gerçekleşen istenmeyen bir yan reaksiyon olan ters su gazı reaksiyonunun oluşumunu artırmıştır. Sentez yöntemlerinin katalizör performansına etkisinin araştırmak için çöktürme ve emdirme yöntemleriyle sentezlenen aynı içeriğe sahip destekli nikel esaslı katalizörlerin 50 ppm H2S varlığında biyogazın kuru reformlanma reaksiyonunda katalitik aktivite çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 50 ppm H2S varlığı altında gerçekleştirilen katalitik aktivite testlerinde, katalizörlerin aktivitesinde 30. dakikada gerçekleştirilen H2S varlığında yürütülen katalitik testler sonrası kullanılmış katalizörlerin TGA profillerinde iki katalizörün de kok oluşumuna karşı yüksek direnç gösterdiği görülmüştür. Katalitik aktivite test sonuçları çöktürme yöntemiyle hazırlanan katalizörlerin emdirme yöntemiyle hazırlanana göre daha yüksek aktivite, kararlılık ve H2S direnci sergilediği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this master's thesis, monometallic Ni and bimetallic Ni-Co catalysts were prepared, and their activities were investigated in the dry reforming of biogas in the presence of H₂S. Two different synthesis methods—precipitation and impregnation—were employed for the preparation of the catalysts. Monometallic nickel-based and bimetallic Ni-Co-based magnetic nanoparticle catalysts were synthesized using different approaches, including supported and unsupported systems, with and without coating agents. To examine the physical and chemical properties of the catalysts, N₂ adsorption-desorption, XRD, ATR-IR, DRIFTS, SEM, and TGA were conducted. The N₂ adsorption-desorption analysis revealed that the synthesized catalysts exhibited mesoporous structures. XRD analysis confirmed the presence of metallic nickel in the catalysts and γ-Al₂O₃ phases in those supported on commercial alumina (TAL). The addition of coating agents was found to reduce the crystallite size of the catalysts. Catalytic activity tests were performed in a tubular fixed-bed reactor under atmospheric pressure at 750°C in the presence of 0 and 50 ppm H₂S. The outlet gases from the reactor were analyzed using a gas chromatograph (GC). Initially, all catalysts were tested under 0 ppm H₂S conditions. The addition of cobalt was observed to promote the reverse water-gas shift reaction, an undesirable side reaction occurring concurrently with the dry reforming of biogas. To investigate the effect of synthesis methods on catalyst performance, catalytic activity tests were conducted on supported nickel-based catalysts with identical compositions synthesized via both precipitation and impregnation methods under 50 ppm H₂S. The TGA of used catalysts after 30 minutes of reaction under H₂S exposure showed that both catalysts demonstrated high resistance to coke formation. The results of the catalytic activity tests indicated that the catalysts prepared via the precipitation method exhibited superior activity, stability, and H₂S resistance compared to those prepared by the impregnation method.
Benzer Tezler
- Biyogazdan hidrojen üretimi için kükürt dirençli ve aktif nikel esaslı katalizör geliştirilmesi
Development of a sulfur-resistant and active nickel-based catalyst for hydrogen production from biogas
SERCAN TANSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SENA YAŞYERLİ
- Graphene based materials obtained from graphite and polyacrylonitrile based carbon fiber for energy storage and conversion systems
Enerji depolama ve dönüşüm sistemleri için grafit ve poliakrilonitril esaslı karbon fiberden grafen tabanlı malzemelerin üretilmesi
MEHMET GİRAY ERSÖZOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN
- Nikel esaslı katalizörlerin poliol yöntemiyle hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of nickel based catalysts with polyol method
EZGİ BAYRAKDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M.A.FARUK ÖKSÜZÖMER
- NİKEL İÇERİKLİ TUD-1 VE Al-TUD-1 DESTEKLİ KATALİZÖRLERİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE HİDROJEN ÜRETİM ÇALIŞMALARINDA PERFORMANSLARININ BELİRLENMESİ
Synthesis, characterization and determination of catalytic performance of nickel-based TUD-1 VE Al-TUD-1 catalysts in hydrogen production
MERVE ORUÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KIRALİ MÜRTEZAOĞLU
- Metanın kısmi oksidasyonu için üre-nitrat yakma tekniği ile nikel ve kobalt esaslı katalizörlerin hazırlanması
Preparation of nickel and cobalt based catalysts with urea-nitrate combustion technique for partial oxidation of methane
HASAN DEYAB
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER