Katalizör ve katalizör desteği olarak kullanılmak üzere Al-sütunlandırılmış kil sentezi ve karakterizasyon çalışmaları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2004
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Funda TURGUT BAŞOĞLU
Danışman: Fatma Suna Balcı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:KATALİZÖR VE KATALİZÖR DESTEĞİ OLARAK KULLANILMAK ÜZERE AI-SÜTUNLANDIRILMIŞ KİL SENTEZİ VE KARAKTERİZASYON ÇALIŞMALARI (Doktora Tezi) Funda TURGUT BAŞOĞLU GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Aralık 2004 ÖZET Son yıllarda, katalitik ve moleküler elek özelliklerinden dolayı sütunlandırılmış killerin, katalizör ve katalizör desteği olarak uygulama alanlarının araştırılması önem kazanmıştır. Kontrollü gözenek yapısına sahip sütunlandırılmış kil üretiminin temeli, yapıya hacimli yabancı elemanların yerleştirilerek, kil mineralinin doğal katmanlarının birbirinden uzak tutulması ve bu şekilde gözenek boyutlarının arttırılması prensibine dayanmaktadır. Çalışmada montmorilionit içeriği fazla olan bentonit yataklarından (Hançılı) alınan numune kullanılarak destek malzeme olarak baz/metal oranı 2,0 ve 2,5 olan AI- sütunlandırılmış kil üretimi gerçekleştirilmiştir. Cu veya Ag emdirme işlemi ile, yapıda katalitik bölgelerin oluşması sağlanarak Cu-Al- ve Ag-Al- sütunlandırılmış kil örnekleri elde edilmiştir. Diğer yöntemde ise katalitik özellikleri üretim aşamasında geliştirilen Cu/Al-karışık sütunlandırılmış kil üretimi gerçekleştirilmiştir. Her iki yöntemle elde edilen ürünler, değişik sıcaklıklarda kalsine edilerek karakterizasyon çalışmaları yürütülmüştür. X- ışını kırınım desenleri emdirme işlemi ile yapıya katalitik bölgelerin yerleştirilmiş olduğunu göstermektedir. 300°C de kalsine edilmiş numunelerde, ham kilin 0,987 nm olan dooı değeri, etkileşim basamağından sonra B/M oranı 2,5 olan Al-sütunlandırılmış kil için 1,898 nm değerine yükselmiştir. Cu/Al-karışık sütunlandırılmış kil ve metal emdirilmiş Al-sütunlandırılmış kil örneklerinde Al-sütunlandırılmış kil örneğine göre dooı değerlerinde 0,35 nm'ye kadar düşüş gözlenmiştir. Azot adsorbsiyon/desorbsiyon izotermlerinden, 300°C de kalsitle edilen B/M oranı 2,5 olan Al-sütunlandırılmış kil numunesinin BET yüzey alan değerinin 296 m2/g'dan ve mikro gözenek hacminin 0,1399 cm3/g'dan gümüş emdirme işlemi ile sırasıyla 188 m2/g'a ve 0,0863 cm3/g'a düşmüş olduğu gözlenmiştir. Bakır emdirme işlemi ile BET yüzey alanı değerinde önemli ölçüde azalma gözlenmiştir. 300°C de kalsine edilen Cu/Al- karışık sütunlandırılmış kil örneklerinin BET yüzey alanı değerleri 210 ile 287 m2/g arasında değişim göstermiştir. Ortalama mezogözenek çaplarında, metal emdirme işlemi ile ve karışık metal katman ayırıcı kullanımı ile önemli bir değişiklik gözlenmemiştir (-3,80 nm). Kalsinasyon sıcaklığının yükselmesi ile BET yüzey alanı ve mikrogözenek hacim değerlerinde azalma, gözenek çaplarında az da olsa artış olduğu gözlenmiştir. FTIR spektrumlanndan, Bronsted (kimyasal) ve Lewis (fiziksel) asit bölgelerine ait piklerin pozisyonları, kalsinasyon sıcaklığının artışı, metal emdirme işlemi ve karışık metal katman ayırıcı kullanımı ile farklılık göstermediği görülmüştür. 150°C desorbsiyon işleminden sonra kimyasal asit merkezlerine ait pikler aynı kalırken, fiziksel asit merkezlerine ait piklerin şiddetlerinde azalma gözlenmiştir. Hidrojen indirgeme deneyleri ile Cu-Al-sütunlandırılmış kilin bakır çeşidinin CuO formunda yapıya bağlandığı gözlenmiştir. B/M oranı 2,5 olan Cu-Al- sütıınlandırılmış kil için aktivasyon enerjisi 2,765 kcal/mol olarak bulunmuştur. Hidrojenle indirgenmiş Ag-Al-sütunlandırılmış kil katalizörlerde % 2 CO beslemesi için 5°C de %221ik CO dönüşümü elde edilmiş, %100 dönüşüme 275°C de ulaşılmıştır. Hidrojenle indirgenmiş Cu/Al-karışık sütunlandırılmış kil örnekleri ile 300°C de %100 dönüşüme ulaşılmıştır. Bilim Kodu : 603.02.01 Anahtar Kelimeler : Sütunlandırılmış kil, gözenek yapışı, aktif bölge, katalitik aktivite Sayfa Adedi : 237 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Suna BALCI