Araştırma Makalesi

Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi

Cilt: 9 Sayı: 3 30 Eylül 2024
PDF İndir
TR EN

Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi

Öz

Hekzagonal bor nitrür (hBN), yüksek ısıl iletkenliği, elektriksel yalıtkanlığı, kimyasal ve mekanik dayanıklılığı gibi özellikleriyle son zamanlarda dikkat çeken bir malzemedir. Ayrıca, mezogözenekli yapısı sayesinde alternatif yakıt üretimi reaksiyonlarında destek malzemesi olarak kullanıma da uygundur. Çalışmanın amacı, hBN’nin alternatif yakıt üretimi reaksiyonunda katalizör destek malzemesi olarak kullanımının araştırılması ve metanolün (MeOH) dehidrasyonu ile dimetil eter (DME) üretimi çalışmalarında katalitik aktivite testlerinin gerçekleştirilmesidir. Bu amaçla, hBN yapısına farklı oranlarda (kütlece %1, 4 ve 8) silikotungstik asit (STA) emdirme yöntemiyle yüklenmiş ve malzemenin yüzey asitliği artırılmıştır. Sentezlenen katalizörler X-ışını difraktometresi (XRD), N2 adsorpsiyon/desorpsiyon (BET), endüktif olarak eşleştirilmiş plazma-optik emisyon spektrometrisi (ICP-OES), taramalı elektron mikroskobu-enerji dispersiv spektrum (SEMEDS) ve piridin-adsorplanmış numunelerin difüz yansıma kızılötesi Fourier dönüşüm spektroskopisi (DRIFTS) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Katalizörlerin aktivite testleri ise farklı reaksiyon sıcaklıklarında (200-300 °C) ve farklı kütlece saatlik boşluk hızlarında (WHSV, 0,25-0,5 ve 1,0 saat−1) gerçekleştirilmiştir. Böylece reaksiyon sıcaklığının ve akış hızının DME seçiciliğine ve MeOH dönüşümüne etkisi incelenmiştir. Çalışma sonucunda 8STA@hBN katalizörü ile 275°C’de %100 DME seçiciliği elde edilmiştir. Katalizörlerin yapısındaki STA miktarının artmasıyla Bronsted asit siteleri arttığından hBN destekli katalizörler metanolün dehidrasyon reaksiyonunda yüksek aktivite göstermiştir. Ayrıca yüksek reaksiyon sıcaklığı da MeOH dönüşümü ile DME seçiciliğini olumlu etkilemiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, STA içerikli hBN katalizörlerinin, alternatif yakıt kaynağı olan dimetil eterin üretimi için uygun bir seçenek olabileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Teşekkür

Bu çalışmaya yaptıkları destekten dolayı Ulusal Bor Araştırma Enstitüsüne ve değerli yorumlarından dolayı Gazi Üniversitesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Nuray OKTAR’a teşekkür ederim.

Kaynakça

  1. [1] Zielinska, B., Sagebiel, J., McDonald, J. D., Whitney, K., & Lawson, D. R. (2004). Emission rates and comparative chemical composition from selected in-use diesel and gasoline fueled vehicles. Journal of the Air & Waste Management Association, 54(9), 1138-1150. https://doi. org/10.1080/10473289.2004.10470973
  2. [2] Kritsanaviparkporn, E., Baena-Moreno, F. M., & Reina, T. R. (2021). Catalytic converters for vehicle exhaust: Fundamental aspects and technology overview for newcomers to the field. Chemistry, 3(2), 630-646. https://doi.org/10.3390/chemistry3020044
  3. [3] Bikis, A., & Pandey, D. (2022). Air quality at public transportation stations/stops: contribution of light rail transit to reduce air pollution. Aerosol Science and Engineering, 6(1), 1-16. https://doi.org/10.1007/ s41810-021-00119-0
  4. [4] Dogan, M. Y., Tasdemir, H. M., Arbag, H., Yasyerli, N., & Yasyerli, S. (2024). H2 production via H2S decomposition over activated carbon supported Fe-and W367 catalysts. International Journal of Hydrogen Energy, 75, 483-495. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.02.316
  5. [5] Dogan, M. Y., Arbag, H., Tasdemir, H. M., Yasyerli, N., & Yasyerli, S. (2023). Effect of ceria content in Ni-Ce- Al catalyst on catalytic performance and carbon/coke formation in dry reforming of CH4. International Journal of Hydrogen Energy, 48(60), 23013-23030. https://doi. org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.011
  6. [6] Ozcan, M. C., Karaman, B. P., Oktar, N., &Dogu, T. (2022). Dimethyl ether from syngas and effect of CO2 sorption on product distribution over a new bifunctional catalyst pair containing STA@ SBA-15. Fuel, 330(15), 125607. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.125607
  7. [7] Tokay, K. C., Dogu, T., & Dogu, G. (2012). Dimethyl ether synthesis over alumina based catalysts. Chemical Engineering Journal, 184, 278-285. https://doi. org/10.1016/j.cej.2011.12.034
  8. [8] Ciftci, A., Varisli, D., Tokay, K. C., Sezgi, N. A., & Dogu, T. (2012). Dimethyl ether, diethyl ether & ethylene from alcohols over tungstophosphoric acid based mesoporous catalysts. Chemical Engineering Journal, 207, 85-93. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.04.016

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

İnorganik Kimya (Diğer)

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2024

Gönderilme Tarihi

13 Mayıs 2024

Kabul Tarihi

16 Ağustos 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 9 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA
Pekmezci, B. (2024). Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi. Journal of Boron, 9(3), 120-128. https://doi.org/10.30728/boron.1483085
AMA
1.Pekmezci B. Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi. Journal of Boron. 2024;9(3):120-128. doi:10.30728/boron.1483085
Chicago
Pekmezci, Birce. 2024. “Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi”. Journal of Boron 9 (3): 120-28. https://doi.org/10.30728/boron.1483085.
EndNote
Pekmezci B (01 Eylül 2024) Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi. Journal of Boron 9 3 120–128.
IEEE
[1]B. Pekmezci, “Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi”, Journal of Boron, c. 9, sy 3, ss. 120–128, Eyl. 2024, doi: 10.30728/boron.1483085.
ISNAD
Pekmezci, Birce. “Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi”. Journal of Boron 9/3 (01 Eylül 2024): 120-128. https://doi.org/10.30728/boron.1483085.
JAMA
1.Pekmezci B. Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi. Journal of Boron. 2024;9:120–128.
MLA
Pekmezci, Birce. “Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi”. Journal of Boron, c. 9, sy 3, Eylül 2024, ss. 120-8, doi:10.30728/boron.1483085.
Vancouver
1.Birce Pekmezci. Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi. Journal of Boron. 01 Eylül 2024;9(3):120-8. doi:10.30728/boron.1483085