NİKEL İÇERİKLİ TUD-1 VE Al-TUD-1 DESTEKLİ KATALİZÖRLERİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE HİDROJEN ÜRETİM ÇALIŞMALARINDA PERFORMANSLARININ BELİRLENMESİ


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: MERVE ORUÇ

Danışman: KIRALİ MÜRTEZAOĞLU

Özet:

Artan enerji tüketimi yanı sıra petrol rezervlerinin her geçen gün azalması ve ekolojik endişeler alternatif enerji kaynaklarına yönelmeyi gerektirmektedir. Gerçekleştirilen yüksek lisans tez çalışması kapsamında biyokütle kaynaklı asetik asitten reformlama reaksiyonu ile hidrojen üretiminde katalizör olarak kullanılmak üzere yüksek ve kararlı bir katalitik aktiviteye sahip, kok oluşumuna dirençli ve özgün Ni içerikli TUD-1 ve Al-TUD-1 destekli katalizörler sentezlenmiştir. Hazırlanan silika esaslı Ni içerikli katalizörlerin yapısal ve fiziksel özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla XRD, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, ICP-MS ve Pridin-DRIFT analizleri gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması kapsamında silika esaslı destek malzemesi yapısına farklı molar oranlarda Al ilavesinin, farklı katalizör sentez yöntemleri ile hazırlanmış Ni içerikli katalizörlerin ve reaksiyon sıcaklığı gibi parametrelerin asetik asit su buharı reformlama reaksiyonu ve katalizör aktivitesi üzerine etkileri incelenmiştir. Sentezlenen katalizörlerin katalitik aktivite testleri konvansiyonel sistemle ısıtılan dolgulu kolon sürekli akış reaktör sisteminde yürütülmüştür. Katalizörlerin farklı reaksiyon sıcaklıklarında gerçekleştirilen katalitik aktivite çalışmalarında düşük sıcaklıkta hidrojen seçiciliğinin arttığı görülmüştür. Tek-kap sentez yöntemi ile hazırlanmış katalizörlere ait katalitik aktivite test sonuçlarının emdirme yöntemiyle hazırlanmış katalizörlere ait test sonuçlarına göre daha yüksek hidrojen seçiciliği vermişlerdir. 650oC sıcaklıkta yürütülen katalitik aktivite test çalışmaları sonucunda 5Ni@TUD-1, 5Ni/TUD-1 ve Si/Al molar oranı 10 olan 5Ni/Al-10TUD-1 katalizörlerinin asetik asit buhar reformlama reaksiyonunda yüksek hidrojen verimi (hidrojen seçicilikleri sırasıyla 2,88, 2,89 ve 2,96) ve kararlı aktivite gösterdikleri gözlemlenmiştir. Reformlama reaksiyonlarında kullanılan katalizörlerin reaksiyon sonrası TGA-DTA analizleri gerçekleştirilmiş ve reaksiyon sonucunda oluşabilecek muhtemel karbon analiz edilmiştir. En yüksek hidrojen verimine ve kararlılığa sahip katalizörler içerisinde en düşük kok oluşumu (%32) tek-kap sentez yöntemi ile hazırlanmış 5Ni/Al-10TUD-1 katalizöründe gözlemlenmiştir. Gerçekleştirilen yüksek lisans tez çalışması sonucu sentezlenen katalizörler ile yüzey aktif madde içermeyen çevre dostu ve ekonomik katalizörler varlığında asetik asit buharlı reformlanma reaksiyonunda alternatif yakıt olarak kullanılabilecek hidrojen üretimi gerçekleştirilmiştir.