Güçlendirici katkılı nikel katalizörlerin biyogazın kuru reformlanma reaksiyonunda kükürt direncinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSAB ESMAIL KHALIL DOUTOUM
Danışman: Hüseyin Arbağ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Biyogazın kuru reformlanma reaksiyonu, biyokütleden elde edilen biyogazı bir besleme kaynağı olarak kullanan önemli bir reaksiyondur. İklim değişikliğinin olumsuz etkilerini hafifletmek için iki önemli sera gazı olan CH4 ve CO2'yi besleme kaynağı olarak kullanılması ve yenilenebilir enerji taşıyıcısı olarak hidrojen üretilmesi bu reaksiyonun en önemli avantajlarıdır. Bu çalışma kapsamında ticari alümina destekli Ni katalizörleri ve farklı yükseltgeyici ilaveli Ni-M (M: K, Mg, Ba, Y, Ce, La) katalizörlerinin ıslak emdirme yöntemi ile sentezleri yapılarak bu katalizörlerin biyogazın kuru reformlanma reaksiyonunda H2S varlığında katalitik aktivite testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında mezogözenekli alümina malzemesi sol-jel yöntemiyle de sentezlenmiştir. Nikel esaslı ticari alümina (CAL) veya mezgözenekli γ-alümina (SGA) destekli monometalik ve bimetalik katalizörlerin fiziksel, kimyasal ve yapısal özelliklerini belirlemek ve katalizörlerin katalitik aktiviteleri ile bu özellikler arasındaki ilişkiyi açıklamak için XRD, N2 adsorpsiyon-desorpsiyon, DRIFTS, TGA ve SEM-EDX karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. N2 adsorpsiyon-desorpsiyon analizi, alümina destek malzemesi ile monometalik ve bimetalik katalizörlerin (8Ni@CAL, 8Ni-3La@CAL, 8Ni@SGA ve 8Ni-3La@SGA) mezogözenekli yapıya sahip oldukları göstermiştir. DRIFTS analizi, yükseltgeyici "promoter" ilavesinin 8Ni@CAL katalizörün asiditesini K>Mg>Y>Ce>Ba>La etki sırası ile düşürdüğünü göstermiştir. XRD analizi, lantan eklenmesiyle birlikte 8Ni@CAL katalizörünün yüzeyindeki nikelin kristal boyutunun arttığını göstermiştir. Sentezlenen katalizörlerin katalitik performanslarını, aktivite, stabilite ve kok birikimi ile kükürt zehirlenmesine karşı olan direnci açısından değerlendirmek amacıyla 750°C ve 1 atm'de sabit yataklı reaktörde ve 50 ppm H2S varlığında katalitik aktivite testleri gerçekleştirilmiştir. 8Ni-3La@CAL katalizörü, 8Ni@CAL katalizörüne göre yüksek aktivite ve kükürt zehirlenmesine karşı yüksek direnç göstermiştir. 8Ni@CAL katalizörü 75 dakika süresince tamamen deaktivasyona uğrarken 8Ni-3La@CAL katalizörü 120 dakika sonunda deaktive olmuştur. 8Ni@SGA katalizörüne La eklenmesi, aktivitedeki azalmaya rağmen (8Ni@SGA için %77 ve 8Ni 3La@SGA için %62) kok birikimi kütlece %9'dan kütlece %1,2'e düşmüştür.