İZOBÜTAN DEHİDROJENASYONU İÇİN Ca-Cr-MCM-41 KATALİZÖRLERİNİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU
Öz
Yürütülen çalışmada, Cr-MCM-41 katalizörlerine Ca eklenmesinin, katalizör üzerindeki kromat türlerinin dağılımına ve katalizör aktifliğine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada öncelikle farklı kalsiyum kaynakları (CaCO3, CaCl2, Ca(NO3)2) kullanılarak emdirme yöntemi ile katalizörler sentezlenmiştir. İzobütan dehidrojenasyonunda en aktif kromat türü olarak bilinen monokromatlar, CaCO3 tuzu kullanılarak sentezlenen katalizörde belirlendiğinden çalışmanın ilerleyen bölümlerinde CaCO3 tuzu kullanılmıştır. Hidrotermal yöntemle sentezlenen katalizörlerde Ca emdirilmeden önce yapıda bulunan mono- ve di- kromat miktarlarında azda olsa bir artış gözlenmiştir. Emdirme tekniği ile sentezlenen katalizörlerde ise yapıda olmayan monokromat türlerinin Ca eklemeden sonra yapıda oluştuğu tespit edilmiştir. Farklı Ca/Cr (kütle/kütle) oranlarında yürütülen çalışmalarda Ca/Cr oranının 0,65 olduğu durumda, monokromatlar içindeki O-Cr(VI) bağlarını gösteren pikin (380 nm) diğer katalizörlere göre daha şiddetli olduğu DR-UV-vis analizlerinden görülmüştür. Katalizör yüzey bileşimleri incelendiğinde en yüksek Cr/Si oranı yine bu katalizörde belirlenmiştir. Ca/Cr oranı 0,65 olacak şekilde emdirme ve hidrotermal sentez yöntemlerine göre sentezlenen katalizörlerin katalitik test çalışmaları 873K sıcaklık ve atmosferik basınçta gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde yan reaksiyon ürünlerinin gözlenmemesi, katalizörleri izobüten seçiciliği yönünden ayrıcalıklı konuma getirmiştir. Emdirme ile sentezlenmiş katalizör yüzey alanında (Cr-MCM-41-EM) Ca ilavesi ile önemli bir azalış olmasına rağmen izobütan dönüşüm değerlerinin korunması, yapıda oluşan aktif monokromat türleri ile açıklanmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Nesterenko, N.S., Ponomoreva, O.A., Yuschenko, V.V., Ivanova, I.I. , Testa, F., Di Renzo, F. and Fajula ,F., “Dehydrogenation of ethylbenzene and isobutane over Ga- and Fe-containing mesoporous silicas”, Applied Catalysis A: General, vol. 254, 261–272, 2003.
- Weckhuysen, B.M., Verberckmoes, A.A., Debaere, J., Ooms, K., Langhans, I. and Schoonheydt, R.A., “In situ UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy — on line activity measurements of supported chromium oxide catalysts: relating isobutane dehydrogenation activity with Cr-speciation via experimental design”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, vol. 151, 115–131, 2000.
- Hakuli, A., Kytökivi, A. and Krause, A.O.I., “Dehydrogenation of i-butane on CrOx/Al2O3 catalysts prepared by ALE and impregnation techniques”, Applied Catalysis A: General, vol. 190, 219–232, 2000.
- Korhonen, S.T., Airaksinen, S.M.K. and Krause, A.O.I., “In situ characterization of carbonaceous deposits formed on chromia/zirconia during isobutane dehydrogenation”, Catalysis Today, vol. 112, 37–39, 2006.
- Ding, J.F., Qin, Z.F., Li, X.K., Wang, G.F., Wang, J.G., “Coupling dehydrogenation of isobutane in the presence of carbon dioxide over chromium oxide supported on active carbon”, Chinese Chemical Letters, vol. 19, 1059-1062, 2008.
- Fridman, V.Z., “Pathways of light compounds formation during propane and isobutane dehydrogenation on Al-Cr catalysts “, Applied Catalysis A: General, vol. 382, 139–147, 2010.
- Kilicarslan, S., Dogan, M. and Dogu, T., “Cr Incorporated MCM-41 Type Catalysts for Isobutane Dehydrogenation and Deactivation Mechanism”, Ind. Eng. Chem. Res., vol. 52, 3674−3682, 2013.
- Fu, Y., Ma, H., Wang, Z., Zhu, W., Wu, T. and Wang, G., “Characterization and reactivity of SnO2-doped V2O5/-Al2O3 catalysts in dehydrogenation of isobutane to isobutene”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, vol. 221, 163–168, 2004.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
-
Bölüm
-
Yayımlanma Tarihi
30 Eylül 2014
Gönderilme Tarihi
30 Eylül 2014
Kabul Tarihi
-
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2014 Cilt: 29 Sayı: 3
Cited By
İzobütan Dehidrojenasyonunun CrOx/AC Katalizörler Üzerinde İncelenmesi
Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416354