Etkin bir katalizör olan aktif C destekli Rh nanokümelerinin N2H4BH3`ın hidrolizinde katalitik performansının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, aktif karbon (C) üzerine Rodyum(0) nanokümeleri, sulu fazda rodyum(III) tuzunun katı destek maddesi olan aktif karbon (C) yüzeyine depolanmasıyla uygun indirgeyicilerden sodyum borhidrür (NaBH4) kullanılarak indirgenmesiyle oluşturuldu. Rodyum(0) nanokümelerinin hazırlanmasında izlenen deneysel yöntem; parçacık büyüklüğü, sıcaklık, çözücü ve indirgeyici parametreleri kullanılarak işlemler gerçekleştirildi. Gerçekleştirilen işlemler sonucunda elde edilen katı katalitik malzeme, indüktif olarak çiftleşmiş plazma-optik emisyon spektroskopisi (ICP-OES) geçirimli elektron mikroskopisi (TEM), X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS), toz-X ışınları kırınımı (P-XRD) gibi ileri analitiksel yöntemler kullanılarak tanımlandı. Aktif karbon(C) yapısında kararlaştırılmış Rh(0) nanoparçacıklarının katalitik etkinliği ile Rh@C katalizörü varlığında hidrazin boranın (N2H4BH3) dehidrojenlenmesi tepkimesinin kinetiği; farklı substrat ve katalizör derişimine ve sıcaklığa bağlı olarak incelendi. Hidrazin-boranın dehidrojenlenme tepkimesine ait hız eşitliği ve aktivasyon parametreleri (Arrhenius aktivasyon enerjisi (Ea), aktivasyon entalpisi (ΔH#) ve aktivasyon entropisi (ΔS#) değerleri), deneysel çalışmalardan elde edilen kinetik veriler kullanılarak hesaplandı.

In this study, Rhodium (0) nanoclusters on the activated carbon (C) were formed by reduction of the rhodium (III) salt in the aqueous phase to the activated carbon (C) surface, which is the solid support material, by reduction of sodium borohydride (NaBH4) from suitable reducing agents. Experimental method for the preparation of rhodium (0) nanoclusters; Processes were carried out using particle size, temperature, solvent and reductant parameters. The resulting solid catalytic material, inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES) transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), powder-X-ray diffraction (P-XRD) analytical methods. The kinetics of the dehydrogenation reaction of hydrazine-borane (N2H4BH3) in the presence of the Rh@C catalyst with catalytic activity of the Rh (0) nanoparticles determined in the structure of the activated carbon (C); different substrate and catalyst concentrations and temperature were examined. The velocity equation and activation parameters (Arrhenius activation energy (Ea), activation enthalpy (H#) and activation entropy (S#) values) of the dehydrogenation reaction of hydrazine-borane were calculated using kinetic data from experimental studies.