Metanın kuru refom reaksiyonu için katalizör geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2012

Öğrenci: GÜLÇİN TOPALOĞLU

Danışman: SENA YAŞYERLİ

Özet:

Metanın karbondioksit ile kuru reformu reaksiyonu, sera etkisine neden olan gazların (CH4 ve CO2) kullanılabilir ürünler olan sentez gazına (CO, H2) dönüşümü nedeniyle önem kazanmıştır. Çalışma kapsamında yüksek yüzey alanı ve kararlı yapılara sahip hidrotalsit (HT) benzeri katalizörler sentezlenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, birlikte çöktürme yöntemi ile farklı Ni/Mg mol oranlarına sahip Ni-MgAlO katalizörleri ve nikel miktarı sabit tutularak HT yapısında bulunan Mg yerine Ca kullanılarak Ni-CaAlO katalizörleri sentezlenmiş ve katalitik aktivite deneyleri yürütülmüştür. Bu deneyler sonucunda, farklı Ni/Mg mol oranlarına sahip katalizörler arasında en iyi dönüşümü ve kararlı aktiviteyi gösteren Ni-MgAlO3 (Ni/Mg:0,2) ile uzun ömürlülük deneyleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanma yönteminin etkisinin belirlenebilmesi amacıyla emdirme yöntemiyle Ni@MgAlO ve Ni@CaAlO katalizörleri hazırlanmış ve reaksiyonda denenmiştir. Çalışmanın son aşamasında Ni-CaAlO ve Ni-MgAlO katalizörlerine emdirme yöntemi ile kütlece %1 rutenyum yüklenerek Ru@Ni-MgAlO ve Ru@Ni-CaAlO hazırlanmış ve katalitik aktiviteleri denenmiştir. Hazırlanan katalizörlerin yapısal ve fiziksel özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla XRD, BET yüzey alanı, ICP-MS, SEM, TPR ve TGA/DTA analizleri yapılmıştır. Katalitik aktivite deneyleri sonucunda, birlikte çöktürme yöntemi ile hazırlanan Ni-CaAlO katalizörü varlığında yürütülen reaksiyon sonucunda H2/CO oranının bire yaklaştığı görülmüştür. Uzun ömürlülük deneyine tabi tutulan Ni-MgAlO3 katalizörünün 50 saatlik reaksiyon sonrasında aktivitesini koruduğu ve metan ve CO2 dönüşümlerinin sırası ile 0,27 ve 0,32 olduğu belirlenmiştir. Ters su gazı reaksiyonunun, emdirme yöntemi ile hazırlanan katalizörde (Ni@MgAlO1) önemini kaybettiği gözlenmiştir. TGA analizi sonucunda Ni-MgAlO3 katalizörüne emdirme yöntemi ile rutenyum ilavesinin oluşan karbon miktarını %27'den %18'e düşürdüğü gözlenmiştir.