Magnezyum Hidrür Bileşiğiyle Kalsiyum Tuzlarından Kalsiyum Borhidrür Sentezi Ve Borhidrür Bileşiklerinin Katalitik Dehidrojenasyonu


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Tuğba Akkaş Boynueğri

Danışman: METİN GÜRÜ

Özet:

Bilindiği üzere azalan enerji kaynakları ve artan enerji ihtiyacı alternatif enerji arayışını doğurmaktadır. Bu kapsamda, hidrojen ve hidrojen taşıyıcı malzemelerden borhidrürler üzerinde yoğun araştırmalar sürdürülmektedir. Yüksek hidrojen içerikleri ve kontrol edilebilir hidrojen salınımları metal borhidrürleri dikkat çekici hale getirmektedir. Bu çalışmada, ilk olarak hidrojen taşıyıcısı olan kalsiyum borhidrür mekanokimyasal yöntemle kalsiyum klorür, bor oksit ve magnezyum hidrür reaktantlarından ekonomik olarak üretildi. Teorik reaksiyon katsayısına göre 2,85 kat aşırı MgH2'ün kullanıldığı Ca(BH4)2 sentez reaksiyonunda 1600 dakika reaksiyon süresinde en yüksek B-H pik alanı, yani verim FT-IR analizi ile tespit edildi. İkinci olarak, akrilamit ve akrilik asit monomerleri ile poli(akrilamit-ko-akrilik asit) hidrojeller hazırlanarak kobalt aktif mekezleri bu yapılara borhidrürlerin dehidrojenasyonunda katalizör olarak kullanılmaları için eklendi. Farklı oranlarda çapraz bağlayıcı içeren hidrojellerin karakterizasyon çalışmaları AAS analizi ile yapılarak en yüksek kobalt miktarının 135,82 mg Co/g hidrojel olduğu bulundu. Metal kaynağı olarak ilk defa kobalt florür kullanılarak katalizörler hazırlandı. Son olarak, sodyum ve kalsiyum borhidrürün katalitik dehidrojenasyonları gerçekleştirilip kinetik incelemeleri yapıldı. Sodyum ve kalsiyum borhidrürün dehidrojenasyon reaksiyon mertebesi sıfır ve gözlenen aktivasyon enerjileri sırasıyla 43,82 kJ/mol ve 71,39 kJ/mol olarak hesaplandı. Bu çalışmada hazırlanan katalizör, Ca(BH4)2 dehidrojenasyon reaksiyonunda 10 defa kullanılmış ve hidrojen üretim verimi % 98,5'den % 83,5'e düşmüştür.