İzobütan dehidrojenasyonu için katalizör sentezi ve karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Öğrenci: EMRE KIRCI

Danışman: MELTEM DOĞAN

Özet:

Yürütülen çalışmanın amacı izobütan dehidrojenasyonunda yüksek aktivite ve seçicilik gösteren krom temelli katalizörlerin hazırlanmasıdır. Dehidrojenasyon katalizörlerin yapısında monokromat miktarının fazla olmasının aktivite ve seçiciliği olumlu etkilediği bilinmektedir. Bu nedenle yapıda yüksek oranda monokromat miktarları istenmektedir. Emdirme tekniği ile yürütülen sentez çalışmalarında ticari olarak temin edilen aktif karbon (AC) asitle muamele edildikten sonra destek olarak kullanılmıştır. Metal tuz çözeltisi ve desteğin temas süresinin katalizör yapısı ve aktifliğine etkisinin incelendiği çalışmalar dört farklı karıştırma süresinde yürütülmüştür (4, 24, 48, 72 saat). En fazla monokromat miktarı 24 saatlik karıştırma süresinde hazırlanan katalizör yapısında gözlenmiştir. Katalitik testlerde de en yüksek seçicilik değeri aynı karıştırma süresinde hazırlanan katalizör ile elde edilmiştir. Katalizör yapısındaki krom miktarı (kütlece) %6'ı geçtiğinde monokromat miktarı düşmüştür. Krom miktarı %22'ye yükseltildiğinde kromun çoğunlukla aktif olmayan Cr2O3 kristalleri içinde kaldığı tespit edilmiştir. Yüksek oranda krom içeren katalizörler üzerinde yan reaksiyonların gerçekleşmesi ile seçiciliğin düştüğü belirlenmiştir. Bu çalışmada Ca eklenmesinin katalizör yapısı ve aktifliğine etkileri de incelenmiştir. Artan Ca/Cr oranı ile monokromat miktarları azalmıştır. Kalsinasyon basamağı CO2 ortamında ve yüksek sıcaklıkta yapıldığında oluşan monokromat miktarları artmıştır. AC destek ile kuru hava ortamında yüksek sıcaklıklarda kalsinasyon işlemi yapmak mümkün olmamış, düşük sıcaklıklarda ise katalizörde aktif olmayan Cr2O3 kristallerinin oluştuğu görülmüştür. Aktif karbonun destek olarak kullanıldığı tüm sentez şartları için katalizör yapısında monokromatlar tespit edilmiştir. Çalışmada, katalizör yapısında bulunan monokromat miktarının katalizör hazırlama şartlarından önemli ölçüde etkilendiği gösterilmiştir.