Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Batuhan GARİP
Danışman: Funda Turgut Başoğlu
Özet:
Sütunlu killer, adsorpsiyon ve katalitik uygulamalar için önemli potansiyele sahip mikro-mezo gözenekli malzemelerdir. Kil minerallerinin sütunlandırılması ile gözeneklilik iyileşir, termal kararlılık ve yüzey asitliği artar, katalitik özellikler gelişir. Sütunlu killerin katalizör desteği olarak kullanılarak yapısına metal yüklenmesi katalitik aktivitesini geliştirmektedir. Hidrojen, fosil yakıtların tükenmesi ve çevre kirliliğine sebep olmasından dolayı yakın gelecekte kullanımı için umut verici bir enerji taşıyıcıdır. Hidrojenin pratik uygulamalarda kullanılabilmesi için aşılması gereken en önemli problem hidrojen depolama için verimli ve güvenli bir sistem geliştirme gerekliliğidir. Hidrojen depolama malzemeleri arasında gravimetrik ve hacimsel verimlilikler açısından hidrojen depolama kapasitesi yüksek, oda sıcaklığında hidrojen sağlayan kimyasal bor hidrürler en önemli kimyasal depolama malzemeleridir. Kimyasal hidrojen depolama malzemelerinden biri olan etilendiamin bisboran (EDAB) umut verici bir hidrojen sağlayıcısıdır ve son zamanlarda dehidrojenasyonu ile ilgili çalışmalar önem kazanmıştır. Bu çalışmada HB bentonit kili kullanılarak baz(OH)/metal oranı(Al) 2,0 olan ve 400°C’de kalsine edilmiş Al-sütunlu kil (Al SK) sentezlenmiş, Al-SK yapısına kobalt, nikel, bakır metalleri ıslak emdirme yöntemi ile farklı metal kütlesi %/g Al-SK olacak şekilde tekli, ikili ve üçlü kombinasyonlar halinde yüklenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin XRD, XPS, TEM, Azot adsorpsiyon/desorpsiyon, FTIR ve TGA analizleri ile karakterizasyon çalışmaları yapılmış ve katalitik aktiviteleri etilendiamin bisboranın hidrolizinde incelenmiştir. XPS ve XRD analizleriyle metallerin Al-sütunlu kil yapısına yerleştiği ve oksit formda oldukları belirlendi. Al-sütunlu kile metal yüklemesiyle katmanlar arası mesafenin birbirine yakın olduğu ve sütunlu kilin genel yapısının korunduğu gözlenmiştir. Al-sütunlu kilin yapısına metal yüklenmesiyle mikrogözenek hacim ve BET yüzey alanı değerlerinde azalma olmuş, ortalama gözenek çaplarında ise önemli bir değişim gözlenmemiştir. FTIR analizi, oda sıcaklığında piridin adsorbe edilmiş numunelerde Bronsted ve Lewis asitliklerinin varlığını gösterdi ve piridin desorpsiyonundan sıcaklığın artmasıyla birlikte Bronsted asitliğine ait piklerde büyük bir azalma gözlenmezken, Bronsted-Lewis ve Lewis bölgelerine ait piklerde azalma görülmüştür. TGA analizi ile Al-SK yapısına metal yüklemenin termal kararlılığı arttırdığı belirlendi. EDAB’ın katalitik hidrolizinde bakır ilavesi hidrojen üretim miktarını artırmıştır. En iyi sonuçların Cu-Ni içeren katalizörde alındığı gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler : Sütunlu killer, bakır/kobalt/nikel yüklemeli alüminyum-sütunlu kil, karakterizasyon, katalitik hidroliz, etilendiamin bisboran