Amonyum borhidrür hidrolizi için aktif karbon desteklimetal katalizörlerin sentezlenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında badem kabuğundan aktif karbon (C) üretilmiş ve Ni-W-B ile Cu-Cr-B katalizörleri, bu aktif karbon üzerine tutturularak katalitik aktivitelerinin arttırılması hedeflenmiştir. Böylece, son zamanlarda kimyasal hidrojen depolama malzemeleri arasında en umut verici olarak gösterilen amonyak boranın hidrolizi için katalitik aktivitesi yüksek ve ucuz heterojen katalizörler üretilmiştir. Öncelikle, aktif karbon mikrodalgada fosforik asit aktifleştiricisi kullanılarak kimyasal aktivasyon yöntemiyle sentezlenmiştir. Aktif karbon sentezinde ise mikrodalga gaz ortamı, mikrodalga gücü, mikrodalga süresi, aktivasyon sıcaklığı, aktivasyon süresi ve impragnasyon oranı parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Elde edilen aktif karbon ve katalizörlerin tanımlanması, N2-adsorpsiyon-desorpsiyon, SEM, EDX, XRD, IR ve XPS gibi ileri analitiksel yöntemler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Amonyak boranın hidroliz deneylerinde NaOH konsantrasyonu, NH3BH3 konsantrasyonu, katalizör miktarı ve ortam sıcaklığı parametrelerin etkisi incelenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda yapılan deneylerden elde edilen datalar kullanılarak kinetik çalışmaları ile reaksiyon dereceleri ve aktivasyon enerjileri de belirlenmiştir.

In this thesis study, activated carbon (C) was produced from the almond husk and Ni-W-B, Cu-Cr-B catalysts were attached to this activated carbon surface to increase its catalytic activities. Therefore, recently, heterogeneous catalysts with high catalytic activity and inexpensive have been produced for the hydrolysis of ammonia borane, which has been shown to be the most promising chemical hydrogen storage material. Firstly, activated carbon was synthesized by chemical activation in the microwave using phosphoric acid activator. The efficiency of microwave gas medium, microwave power, microwave time, activation temperature, activation time and impregnation rate parameters were investigated while synthesizing activated carbon. The identification of obtained activated carbon and catalysts were carried out using analytical methods such as N2-adsorption-desorption, SEM, EDX, XRD, IR, and XPS. The effect of NaOH concentration, NH3BH3 concentration, catalyst amount and medium temperature parameters were investigated in hydrolysis experiments of ammonia borane. In addition, reaction temperatures and activation energies were determined by kinetic studies using data obtained from experiments performed at different temperatures.