Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Öğrenci: NURBANU ÇAKIRYILMAZ
Danışman: NURAY OKTAR
Özet:Yüksek lisans tezi kapsamında yapılan bu çalışmada biyokütle kaynaklı asetik asitten alternatif yakıt hidrojenin üretimi, yüksek ve kararlı bir aktiviteye sahip, karbon oluşumuna dirençli özgün katalizörler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada Cu, Ni ve/veya W içerikli silika (MCM-41, SBA-15)/zirkonyum destekli katalizörler hazırlanmıştır. Hazırlanan silika/zirkonyum destekli katalizörlerin yapısal ve fiziksel özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla XRD, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, FTIR, ICP-MS, SEM ve TEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında destek malzemesinin, katalizör içeriğindeki nikel miktarının, katalizör yapısına Cu veya W ilavesinin, katalizör içeriğindeki tungsten miktarının, reaksiyon sıcaklığının ve beslemedeki reaktant molar oranı (asetik asit/su) gibi parametrelerin katalizör aktivitesine etkisi incelenmiştir. Katalizörlerin katalitik aktivite testleri öncelikle konvansiyonel sistemle ısıtılan dolgulu kolon sürekli akış reaktör sisteminde ve bu sistemde en iyi aktiviteyi gösteren katalizörlerin aktivite testleri ise yüksek sıcaklığa düşük enerji ile ulaşılan enerji verimi yüksek mikrodalga reaktör sisteminde yürütülmüştür. Konvansiyonel sistemde gerçekleştirilen Cu içerikli katalizörler ile yapılan çalışmada düşük hidrojen verimi elde edilirken Ni içerikli katalizörler ile yüksek hidrojen verimi elde edilmiştir. Mono metalik katalizörler arasında %100 asetik asit dönüşümü ve %7 kok oluşumu ile en yüksek hidrojen verimi 5Ni@SBA-15 varlığında elde edilmiştir. MCM-41ve Zr-SBA-15 destekli Ni içerikli katalizörlerle yürütülen reaksiyon çalışmalarında karbon oluşumu gözlenirken bu katalizörlerin yapısına W ilave edilerek karbon birikimine karşı direnç arttırılmıştır. Ayrıca katalizörlere W ilavesi ile sentez gazı üretildiği görülmüştür. 25Zr-SBA-15 destekli Ni-W içerikli katalizörlerin W miktarı %10'dan %50'e artırıldığında H2/CO oranı 1 olan sıvı hidrokarbonların üretiminde ve/veya alternatif dizel yakıt sentezinde kullanılabilecek sentez gazının üretildiği belirlenmiştir. Katalizörlerin reaksiyon sonrası XRD, TGA-DTA ve SEM analizleri gerçekleştirilerek reaksiyon sonucunda oluşması muhtemel karbon analiz edilmiştir. TGA analizi sonucunda katalizör yüzeyinde oluşan karbonun W ilavesi ile %1'e kadar düşürülebildiği belirlenmiştir. Çalışma kapsamında konvansiyonel sisteme kıyasla mikrodalga ısıtmalı reaktörde 20 kat daha fazla enerji tasarrufu yapılarak ekonomik hidrojen üretimi gerçekleştirilmiştir.