Modeling and experimental investigation of catalytic hydrogen peroxide decomposition
Katalitik hidrojen peroksit ayrışmasının modellenmesi ve deneysel incelenmesi
- Tez No: 988482
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER, PROF. DR. ERSEN METE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrojen peroksit birçok endüstride kullanılır ve en önemlilerinden biri itki sistemleridir. İtki sistemlerinde, yüksek saflıkta hidrojen peroksit ve dekompozisyonun araştırılması oldukça önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada, hidrojen peroksit reaksiyonlarının izlenmesinde 1H Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) kullanımı, hidrojen peroksit konsantrasyonunun belirlenmesi, hidrojen peroksit üzerindeki stabilizatör etkileri ve bu kimyasaldaki kontaminasyon etkisi araştırılmıştır. Hidrojen peroksit miktarı potansiyometrik titrasyon ile belirlenmiş ve 1H NMR sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Aynı marka hidrojen peroksit için daha az kimyasalla ve daha kısa sürede konsantrasyon bilgisinin 1H NMR ile elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. Stabilizörlerin hidrojen peroksit içindeki varlığının 1H NMR spektroskopisi ile tespit edilebileceği bulunmuştur. Bu yöntemle farklı hidrojen peroksit sınıfları ayırt edilebilir. Ayrıca, 1H NMR reaksiyon izlemesinin, kontaminasyonun etkisini ve Pd/Al2O3 gibi dekompozisyon katalizörleri üzerindeki etkisini görmek için kullanılabileceği kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, 1H NMR reaksiyon izlemesi ile en iyi stabilizör seçilebilir ve farklı katalizörler kolayca karşılaştırılabilir. H2O2 dekompozisyonuna iki farklı modelleme yaklaşımı uygulandı ve sıcaklık profillerine bakıldığında mikrokarıştırma bölgesindeki reaksiyonların daha izlenebilir olduğu görüldü. Ayrıca, çalışmalar Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi ile desteklenmiştir. Reaktant ve ürünün teorik kimyasal kaymaları hesaplanmış ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçların birbiriyle tutarlı olduğu görülmüştür. Hesaplamalı ve deneysel çalışmaların bir araya gelmesiyle hidrojen peroksitin fiziksel ve kimyasal özellikleri aydınlatılabilir.
Özet (Çeviri)
One distinct area of hydrogen peroxide (H2O2) utilization is propulsion. In propulsion, having high purity hydrogen peroxide and its decomposition are highly important. In this study, the use of 1H Nuclear Magnetic Resonance (NMR) in monitoring hydrogen peroxide reactions, determination of hydrogen peroxide concentration, stabilizer effects on hydrogen peroxide and contaminant influence on this chemical were investigated. The amount of hydrogen peroxide was determined with potentiometric titration and compared with 1H NMR results. It was concluded that concentration information can be inferred from 1H NMR using less chemicals and in a shorter time with proper calibration. Furthermore, different grades of hydrogen peroxide can be distinguished by 1H NMR spectroscopy. It was demonstrated that 1H NMR reaction monitoring is useful to see the effect of contaminations and their influence on decomposition catalyst such as Pd/Al2O3. As a result, the best stabilizer can be selected with 1H NMR reaction monitoring and different catalysts can be easily compared. Two different modeling approaches were applied to H2O2 decomposition, and when looking at the temperature profiles, it was seen that it was more convenient to monitor the reactions in the micromixing zone. In addition, the studies were supported with Density Functional Theory. Theoretical chemical shifts of the reactant and product were calculated and compared with the experimental results, which is in line with each other. The combination of computational and experimental work can further elucidate physical and chemical properties of hydrogen peroxide.
Benzer Tezler
- Sodyum borhidürürün elektrokimyasal oksidasyon ile yakıt pillerinde doğrudan kullanımı
Direct use of sodium borohydride by electrochemical oxidation in fuel cells
AYŞE ELİF SANLI
Doktora
Türkçe
2008
EnerjiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR ZÜHTÜ UYSAL
- Investigation of hydrogen production from the catalytic dehydrogenation of solid hydrogen storage materials through experimental and modeling studies
Katı hidrojen depolama malzemelerinin katalitik dehidrojenlenmesi yoluyla hidrojen üretiminin modellenmesi ve deneysel incelenmesi
CEREN ALPAYDIN
Doktora
İngilizce
2021
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Computational and experimental investigation of catalytic hydrogen production from ethanol
Etanolden katalitik hidrojen üretiminin hesaplamalı ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
ENİS ÖRÜCÜ
- Computational and experimental investigation of catalytic hydrocarbon fuel processing for autothermal hydrogen production
Hidrokarbon yakıtların ototermal hidrojen üretimi için katalitik dönüşümlerinin bilgisayar destekli ve deneysel yöntemlerle incelenmesi
AHMET KERİM AVCI
Doktora
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP İLSEN ÖNSAN
- Biyokütleden hidrojen üretiminin simülasyonu ve katalitik filtrenin ürün gazı üzerine etkisinin deneysel olarak incelenmesi
The simulation of hydrogen from biomass and experimental investigation of the effect of catalytic filter on the product gas
GÖKÇEN ÖZKARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
EnerjiYalova ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET YÜKSEL
DOÇ. DR. ATİLLA ERSÖZ