Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AYŞE GENÇ
Danışman: Hüseyin Arbağ
Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasında
amaç, kükürt varlığında Ni-Fe esaslı katalizörlerin biyogazdan hidrojen üretim
(metanın kuru reformlanma) reaksiyonundaki aktivitelerini incelemektir. Bu
amaçla, sol-jel alümina destekli monometalik nikel (kütlece %3 - %8 Ni) ve
bimetalik nikel-demir (kütlece %3 Ni - %1, 3, 5 Fe ve %8 Ni - %8 Fe)
katalizörleri emdirme yöntemiyle sentezlenmiştir. Hazırlanan malzemelerin
reaksiyon öncesi ve sonrası N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, SEM-EDX, XRD,
XPS, TGA, ATR-FTIR ve DRIFT teknikleriyle karakterize edilmişlerdir. N2
adsorpsiyon-desorpsiyon analizi, hazırlanan alümina destekli katalizörlerin
IUPAC sınıflandırmasına göre mezogönekli yapı ile uyumlu tip IV izotermine
sahip olduğunu göstermiştir. Katalizörlerin XRD desenlerinde γ-aluminaya,
metalik nikele ait karakteristik pikler gözlenmiştir. DRIFT analizinde nikel
esaslı katalizör yüzeyinde daha çok Lewis
asit sitelerinin varlığını görülürken ve Fe ilavesiyle asiditenin düşüğü belirlenmiştir.
Biyogazdan hidrojen üretim reakliyonu katalitik aktivite testleri farklı H2S
konsantrasyonu (0, 2, ve 50 ppm H2S) varlığında 750 °C
sıcaklıkta yürütülmüştür. Katalitik aktivite test sonuçlarında 0 ppm H2S
varlığında Fe ilavesiyle birlikte nikel katalizörlerin aktiviteleri düşmüştür. Farklı
konsantrasyonlarda H2S varlığında yapılan testler sonucunda
katalizörlerin 2 ppm düzeyinde H2S e direnç gösterirken, 50 ppm H2S
varlığında hemen deaktive olduğu belirlenmiştir. 50 ppm H2S varlığında gerçekleştirilen aktivite testinde, bimetalik
Ni-Fe katakizörünün monometalik Ni katalizörüne göre kükürt direncini biraz
arttırdığı gözlenmiştir. Reaksiyon sonrası açığa çıkan sülfür bileşiklerinin
analizi için gaz hücresi ekipmanlı FTIR sistemde farklı besleme içeriği ile
katalitik testler yürütülmüştür. Bu testler esnasında COS ve SO2
gibi sülfür bileşiklerinin çıkışı gözlenmiştir. FTIR testler sonuçları,
CO2'nin H2S ile reaksiyona girerek COS oluşumuna yol
açtığını göstermiştir. Kullanılmış katalizörlerin TGA ve sonuçları demir ilavesinin
kok oluşumunu azalttığını göstermiştir. Katalizörlerin SEM fotoğrafları TGA sonuçlarını
destekler niteliktedir.