Sodyum borhidrürün karbondioksitin katalitik kimyasal dönüşümünde kullanımının incelenmesi, modellenmesi ve optimizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Müh.Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Berfin Ekin Ülgen
Danışman: Aysel Kantürk Figen
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yıllarda, karbondioksitin (CO2) emisyonlarını azaltmak ve iklim değişikliğiyle mücadele etmek amacıyla değerli yakıtlar ve kimyasallara dönüştürülmesine yönelik çalışmalar küresel ölçekte büyük ilgi görmektedir. Özellikle CO2'nin formik asit (HCOOH) ve metanol (CH3OH) gibi değerli kimyasallara dönüşümünde bor hidrürlerin kullanılması alternatif yöntemler arasında ön plana çıkmıştır. Bu tez çalışması kapsamında CO2'nin katalitik kimyasal dönüşümünde sodyum borhidrür (NaBH4) kullanılması incelenmiş, modelleme ve optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla zirkonyum dioksit (ZrO2) destekli nikel oksit-bakır oksit (NiO-CuO) içeren metal oksit katalizörü sentezlenmiş ve proses üzerindeki etkileri ürün seçiciliği ve dönüşüm verimi parametreleri ile değerlendirilmiştir. Kontrollü hidrür transfer mekanizması, uygun yüzey morfolojisi, yüksek yüzey alanı ve homojen metal dağılımına sahip ZrO2 destekli NiO-CuO katalizörü yüksek CO2 dönüşüm verimi sağlamıştır. Farklı CO2 gaz bileşimleri ile yapılan dönüşüm deneylerinde, %20 ve üzeri CO2 konsantrasyonlarında maksimum dönüşüm verimi elde edilmiş, sıvı ürün olarak HCOOH ve düşük miktarda CH3OH, katı ürün olarak ise sodyum karbonat (Na2CO3) ve sodyum format (HCOONa) fazlarının oluştuğu tespit edilmiştir. Sıcaklık, basınç ve %ağ. katalizör/NaBH4 oranı gibi değişkenlere bağlı olarak CCD ile modellenmiş ve optimizasyon çalışmaları sonucunda optimum koşullar 51 °C sıcaklık, 1,2 bar basınç ve %10,8 ağ. katalizör/NaBH4 oranında %99,40 CO2 dönüşüm verimi elde edilirken bu koşullarda sıvı ürünlerin %99,99 oranında HCOOH içerdiği ve katı ürünlerin Na2CO3 ve HCOONa içeriği ile birlikte sodyum borat hidroksit hidrat (Na2B4O5(OH)4(H2O)2.67) içerdiği belirlenmiştir.