Metanol buhar reformasyonu prosesi için bakır bazlı katalizör geliştirilmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: UMAR YAWUZ HASSAN UMAR

Danışman: FATMA ÇİĞDEM GÜLDÜR

Özet:

Bu çalışmada hidrojen yakıtı üretmek amacıyla, metanol buhar reformasyonu Prosesi için yüksek aktiviteye sahip ZrO2 destekli Cu bazlı katalizörleri sentezlenmiştir, katalizörler birlikte çöktürme ve sol-jel yöntemi ile iki farklı yöntemle hazırlanmıştır her yöntemde %5, %8 ve %11 bakır oranını içeren üç ayrı katalizör sentezlenmiştir ayrıca katalizörlerde Al2O3 etkisini incelemek adına tüm katalizörler Al2O3 ve Al2O3'sis olacak şekilde hazırlanmıştır. Çalışmada hazırlama yöntemi, reaksiyon sıcaklığı ve katalizörlerdeki içerdiği farklı bakır oranı gibi parametreleri göz önüne alarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Hazırlanan Cu bazlı katalizörlerin sahip olduğu fiziksel yapının özellikleri incelenmesi için karakterizasyon çalışmalarına tabi tutulmuştur. Yapılan karakterizasyon çalışmalarında en yüksek yüzey alanı değerine sahip olan katalizör (274,6 m2/g) sol-jel yöntemi ile hazırlanan %5 Cu/ZrO2 katalizörü olmuştur, en düşük yüzey alanına sahip olan katalizör ise (22,07 m2/g) birlikte çöktürme yöntemi ile hazırlanan %11 Cu/ZrO2/Al2O3 katalizörü olmuştur . Hazırlanan katalizörleri Metanol Buhar Reformasyon prosesinde, 200 °C, 250 °C ve 300 °C üç farklı reaksiyon sıcaklığında test edilerek aktivitesi incelenmiştir. Gaz kromatografisinden (GC) elde edilen veriler incelendikten sonra metanol dönüşümü ve CO oranı dikkate alınarak, hazırlanmış olan toplam 12 adet katalizörün verdiği sonuçlar ile ilgili kıyaslamalar yapılmıştır. Sonuçlara bakıldığında, genel olarak reaksiyon sıcaklığı ve katalizörlerdeki bakır oranı yükseldikçe metanol dönüşümünün yükseldiği görülmüştür ayrıca sol-jel yöntemi ile hazırlanan katalizörler birlikte çöktürme ile hazırlanan katalizörlere göre daha iyi katalitik aktivite göstermiştir. En yüksek metanol dönüşümü sağlayan katalizör sol-jel yöntemi ile hazırlanan %11 Cu/ZrO2 katalizörü olmuştur, bu katalizör 300 °C sıcaklıkta gerçekleşen metanol buhar reformasyonu reaksiyonunda kullanıldığında yaklaşık %95,02'ye kadar metanol dönüşümü elde edilmiştir.