Metanın Katalitik Ayrışmasının Karbon Destekli Ni/La Esaslı Katalizörler ile Mikrodalga Reaktör Sisteminde İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hazal Pınar Köse
Danışman: Dilek Varışlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışması kapsamında, yüzey alanları farklı iki mezogözenekli karbon (MC1 ve MC2) ve silisyum karbür (SiC) destekli, lantanyum düzenleyici içeren nikel bazlı katalizörler sentezlenerek mikrodalga reaktör sisteminde metanın katalitik ayrışması reaksiyonunda test edilmiştir. Katalizörler ıslak emdirme yöntemiyle sentezlenmiş olup farklı Ni/La mol oranlarıyla sentezlenen katalizörlerin yapısal özelliklerini incelemek amacıyla çeşitli karakterizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Bu yöntemler arasında XRD, ICP-OES, N₂ adsorpsiyon, TEM ve Raman bulunmaktadır. Aktivite çalışmaları mikrodalga reaktör sisteminde 12 000 mL/ gkat.sa metan akışında (0,7/0,3 N2/CH4) gerçekleştirilmiş olup MC1 destekli katalizörler 500℃'de, MC2 ve SiC destekli katalizörler 500, 600 ve 700℃'de çalışılmışlardır. La düzenleyici olarak katalizörlere eklendiğinde nikelin destek üzerinde yayılmasını iyileştirmiş ve oluşan karbonun daha düzenli bir yapıda olmasına katkı sağlamıştır. MC1 destekli katalizörlerde La eklenmesi başlangıç aktivitesini artırmış fakat lantanyum arttıkça stabilite azalmıştır. Kütlece %50 nikel içeren katalizörler arasında en kararlı katalizör %73 başlangıç aktivitesi ile 50Ni-La(2/0,002)@MC1 katalizörünün olduğu görülmüştür. MC2 destekli katalizörlerin MC1 destekli katalizörlerden hem başlangıç aktivitesi hem de stabilite açısından daha düşük performans sergilediği görülmüştür. SiC destekli katalizörlerde ise katalizörlerin düşük sıcaklıklarda daha stabil olduğu fakat başlangıç aktivitelerinin de daha düşük olduğu görülmüştür. Fe katkısı, 600°C'de kütlece %6 oranında eklendiğinde 50Ni-La(0,45/0,1)@MC2 katalizörünün dönüşümünü %72'den %95'e çıkarmış; ancak stabiliteye önemli bir etkisi olmamıştır. Buna karşılık, 50Ni- La(2/0,25)@SiC katalizörüne Fe katkısı dönüşümü artırmasa da stabiliteyi iyileştirmiştir. Bu çalışma, mikrodalga reaktör sisteminde metanın katalitik ayrışması için geliştirilen Ni/La ve Ni/La/Fe bazlı katalizörlerin performansını ilk kez farklı mezogözenekli karbon ve SiC destekleri üzerinde karşılaştırmalı olarak inceleyerek, La ve Fe katkılarının katalizör aktivitesi ve stabilitesi üzerindeki etkilerini ortaya koymuştur.