Araştırma Makalesi

HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması

Sayı: 20 31 Aralık 2020
PDF İndir
EN TR

HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması

Öz

Bu çalışmada, katalizör üretimi için mısır sapı ilk kez doğrudan destek malzemesi olarak kullanılmıştır. Amaç, düşük maliyetli organik atıklardan hidrojen üretimi için kullanılabilecek yüksek etkinliğe sahip bir metal içeren katalizörler sentezlemektir. Katalizör hazırlanmasında farklı metal oranları (% 10, % 20, % 30, % 40), farklı asit konsantrasyonları (1M, 3M, 5M ve 7M) farklı yanma sıcaklıkları (300 oC, 400 oC, 500 oC ve 600 oC) ve farklı yanma sürelerinde (15 dak., 30 dak., 45 dak. ve 60 dak.) deneyler yapılarak hidrojen üretim hızı (HGR) açısından en etkili katalizör hazırlanmıştır. Sodyum borhidrürün metanoliz reaksiyonundan hidrojen üretimi için katalizör destek maddesi olarak kullanılacak mısır sapının protonlanması için hidroklorik asit (3M HCl) kullanılmıştır. Performans açısından HCl ile muamele edilmiş mısır sapı destekli-Zn katalizörünün (MS-HCl-Zn katalizörü) optimum şartları; en etkili katalizör % 10 Zn+2 ilavesinden sonra 500 o C’de 15 dakika yakılması sonucu elde edilmiştir. Bununla birlikte MS-HCl-Zn katalizörünün dört farklı sıcaklık (30, 40, 50, 60 oC) ve yeniden kullanılabilirlik deneyleri yapılmıştır. Ayrıca hazırlanan katalizörün karakterizasyonu için FTIR ve ICP-OES analizleri yapılmıştır. Sonuç olarak MS-HCl-Zn katalizörü tarafından katalize edilen % 2.5 NaBH4 metanoliz reaksiyonunda 30 oC ve 60 °C için reaksiyon hızları sırasıyla 5027 ve 7875.2 mLdak-1g.kat-1 olarak bulunmuştur. MS-HCl-Zn katalizörünün aktivasyon enerjisi ise 22.9 kJ mol-1 olarak hesaplanmıştır. Yeniden kullanılabilirlik deneyleri de aynı koşullar altında beş kez tekrarlanmış ve her kullanımda neredeyse %100 dönüşüm elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Barghi, S. H., Tsotsis, T. T., & Sahimi, M. (2014). Chemisorption, physisorption and hysteresis during hydrogen storage in carbon nanotubes. International journal of hydrogen energy, 39(3), 1390-1397.
  2. Bekirogullari, M. (2020). Hydrogen production from sodium borohydride by ZnCl2 treated defatted spent coffee ground catalyst. International journal of hydrogen energy, 45(16), 9733-9743.
  3. Chamoun, R., Demirci, U., Zaatar, Y., Khoury, A., & Miele, P. (2010). Co-αAl2O3-Cu as shaped catalyst in NaBH4 hydrolysis. International journal of hydrogen energy, 35(13), 6583-6591.
  4. Choi, J., Wagner, P., Gambhir, S., Jalili, R., MacFarlane, D. R., Wallace, G. G., & Officer, D. L. (2019). Steric modification of a cobalt phthalocyanine/graphene catalyst to give enhanced and stable electrochemical CO2 reduction to CO. ACS Energy Letters, 4(3), 666-672.
  5. Demirci, S., Sunol, A. K., & Sahiner, N. (2020). Catalytic activity of amine functionalized titanium dioxide nanoparticles in methanolysis of sodium borohydride for hydrogen generation. Applied Catalysis B: Environmental, 261, 118242.
  6. Fernandes, V., Pinto, A., & Rangel, C. (2010). Hydrogen production from sodium borohydride in methanol–water mixtures. International journal of hydrogen energy, 35(18), 9862-9868.
  7. Gao, P., Wang, Y., Yang, S., Chen, Y., Xue, Z., Wang, L., Li, G., & Sun, Y. (2012). Mechanical alloying preparation of fullerene-like Co3C nanoparticles with high hydrogen storage ability. International journal of hydrogen energy, 37(22), 17126-17130.
  8. He, J., Burt, S. P., Ball, M. R., Hermans, I., Dumesic, J. A., & Huber, G. W. (2019). Catalytic CO bond hydrogenolysis of tetrahydrofuran-dimethanol over metal supported WOx/TiO2 catalysts. Applied Catalysis B: Environmental, 258, 117945.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Aralık 2020

Gönderilme Tarihi

29 Haziran 2020

Kabul Tarihi

4 Kasım 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Sayı: 20

Kaynak Göster

APA
Elma Karakaş, D. (2020). HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 20, 539-547. https://doi.org/10.31590/ejosat.759605
AMA
1.Elma Karakaş D. HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması. EJOSAT. 2020;(20):539-547. doi:10.31590/ejosat.759605
Chicago
Elma Karakaş, Duygu. 2020. “HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, sy 20: 539-47. https://doi.org/10.31590/ejosat.759605.
EndNote
Elma Karakaş D (01 Aralık 2020) HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 20 539–547.
IEEE
[1]D. Elma Karakaş, “HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması”, EJOSAT, sy 20, ss. 539–547, Ara. 2020, doi: 10.31590/ejosat.759605.
ISNAD
Elma Karakaş, Duygu. “HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 20 (01 Aralık 2020): 539-547. https://doi.org/10.31590/ejosat.759605.
JAMA
1.Elma Karakaş D. HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması. EJOSAT. 2020;:539–547.
MLA
Elma Karakaş, Duygu. “HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, sy 20, Aralık 2020, ss. 539-47, doi:10.31590/ejosat.759605.
Vancouver
1.Duygu Elma Karakaş. HCl ile Muamele Edilmiş Mısır Sapı Destekli-Zn Katalizörünün Hidrojen Üretimine Etkisinin Araştırılması. EJOSAT. 01 Aralık 2020;(20):539-47. doi:10.31590/ejosat.759605