Araştırma Makalesi

Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları

Cilt: 26 Sayı: 7 7 Aralık 2020
  • Dilşad Dolunay Eslek Koyuncu
  • Sena Yaşyerli
  • Nail Yaşyerli
PDF İndir

Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları

Öz

Bu çalışmada karbondioksit 𝐶𝑂2 gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit türü malzemelerin geliştirilmesine ilişkin çalışmalar yürütülmüştür. Bu amaçla, birlikte çöktürme yöntemiyle 3Mg1Al, 3Mg1Fe ve 3Mg1Mn hidrotalsit türü malzemeler (mol oranı 𝑀+2/𝑀+3=3) ile Mg-O ve Al-O malzemeleri hazırlanmıştır. Hazırlanan sorbentler için X-ışını kırınımı (XRD), termogravimetrik-diferansiyel termal analiz (TGA-DTA), taramalı elektron mikroskobu (SEM), 𝑁2 adsorpsiyon-desorpsiyon, sıcaklık programlı 𝐶𝑂2 desorpsiyonu (𝐶𝑂2-TPD) ve endüktif eşleşmiş plazma optik emisyon spektroskopisi (ICP-OES) analizleri gerçekleştirilmiştir. Kalsinasyon işlemi öncesinde Mg-O malzemesinin 𝑀𝑔5(𝐶𝑂3)4(𝑂𝐻)2.4𝐻2𝑂-hidromanyezit, Al-O malzemesinin 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3-bayerite yapısı esas olmakla birlikte 𝛾−𝐴𝑙𝑂𝑂𝐻-boehmite ve 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3-gibbsite yapılarını içerdiği XRD analizi ile belirlenmiştir. 3Mg1Al, 3Mg1Fe ve 3Mg1Mn malzemelerinde hidrotalsit benzeri yapılar elde edilmiştir. Bu sonuçlar, farklı metallerin kullanılmasıyla hidrotalsit benzeri yapıların başarıyla elde edilebildiğini göstermiştir. Mg-O, 3Mg1Al ve Al-O malzemelerinin TGA-DTA analizinde gerçekleşen kütle kayıplarının teorik değerlerle tutarlı olduğu belirlenmiştir. Kalsinasyon işlemi sonrasında hidrotalsit türü malzemelerde esas olarak MgO-periclase yapısının oluştuğu görülmüştür. Hazırlanan hidrotalsit türü malzemeler içerisinde 3Mg1Al en yüksek yüzey alanına (133 𝑚2/𝑔) ve en yüksek yüzey bazik özelliğine sahip malzeme olarak belirlenmiştir. Sorbentlerin 𝐶𝑂2 tutma deneyleri, sabit yatak reaktör sisteminde %4 𝐶𝑂2+𝐻𝑒 besleme gaz karışımı kullanılarak, 3600 𝑐𝑚3/𝑔.𝑠𝑎. boşluk hızı değerinde ve 300 𝐶𝑜 sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. 3Mg1Al sorbentinin hidrotalsit türü malzemeler içinde en yüksek 𝐶𝑂2 tutma kapasitesine (0.17 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2/𝑔 𝑠𝑜𝑟𝑏𝑒𝑛𝑡) sahip sorbent olduğu belirlenmiştir. Deneysel verilere deaktivasyon modelinin lineer olmayan regrasyon analizi uygulanarak başlangıç reaksiyon hız sabiti (𝑘0) ve deaktivasyon hız sabiti (𝑘𝑑) değerleri bulunmuştur. Sonuçlar, hidrotalsit türü malzemelerin 𝐶𝑂2 tutma çalışmalarında umut veren sorbentler olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] Peng J, Iruretagoyena D, Chadwick D. “Hydrotalcite/SBA15 composites for pre-combustion 𝐶𝑂2 capture: 𝐶𝑂2 adsorption characteristics”. Journal of 𝐶𝑂2 Utilization, 24, 73-80, 2018.
  2. [2] Yilmazoğlu MZ. “Gazlaştırıcılı Kombine Çevrim Santrallerinde Yanma Öncesi Karbondioksit Tutma”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi,16(2), 173-179, 2010.
  3. [3] Song C. “Global challenges and strategies for control, conversion and utilization of 𝐶𝑂2 for sustainable development involving energy, catalysis, adsorption and chemical processing”. Catalysis today. 115(1-4), 2-32, 2006.
  4. [4] Doğu T, Varişli D. “Alcohols as alternatives to petroleum for environmentally clean fuels and petrochemicals”. Turkish Journal of Chemistry, 31(5), 551-567, 2007.
  5. [5] An X, Zuo Y-Z, Zhang Q, Wang D-z, Wang J-F. “Dimethyl ether synthesis from 𝐶𝑂2 hydrogenation on a CuO− ZnO−𝐴𝑙2𝑂3−𝑍𝑟𝑂2/HZSM-5 bifunctional catalyst”. Industrial & Engineering Chemistry Research, 47(17), 6547-6554, 2008.
  6. [6] Liu R-w, Qin Z-z, Ji H-b, Su T-m. “Synthesis of dimethyl ether from 𝐶𝑂2 and H2 using a Cu–Fe–Zr/HZSM-5 catalyst system”. Industrial & Engineering Chemistry Research, 52(47), 16648-16655, 2013.
  7. [7] Sakakura T, Choi J-C, Yasuda H. “Transformation of carbon dioxide”. Chemical Reviews, 107(6), 2365-2387, 2007.
  8. [8] Bos MJ, Kroeze V, Sutanto S, Brilman DW. “Evaluating regeneration options of solid amine sorbent for 𝐶𝑂2 removal”. Industrial & Engineering Chemistry Research, 57(32), 11141-11153, 2018.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Dilşad Dolunay Eslek Koyuncu Bu kişi benim
Türkiye

Sena Yaşyerli Bu kişi benim
Türkiye

Nail Yaşyerli Bu kişi benim
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

7 Aralık 2020

Gönderilme Tarihi

7 Mart 2019

Kabul Tarihi

-

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Cilt: 26 Sayı: 7

Kaynak Göster

APA
Eslek Koyuncu, D. D., Yaşyerli, S., & Yaşyerli, N. (2020). Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(7), 1308-1318. https://izlik.org/JA93DF45ZJ
AMA
1.Eslek Koyuncu DD, Yaşyerli S, Yaşyerli N. Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;26(7):1308-1318. https://izlik.org/JA93DF45ZJ
Chicago
Eslek Koyuncu, Dilşad Dolunay, Sena Yaşyerli, ve Nail Yaşyerli. 2020. “Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 (7): 1308-18. https://izlik.org/JA93DF45ZJ.
EndNote
Eslek Koyuncu DD, Yaşyerli S, Yaşyerli N (01 Aralık 2020) Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 7 1308–1318.
IEEE
[1]D. D. Eslek Koyuncu, S. Yaşyerli, ve N. Yaşyerli, “Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 26, sy 7, ss. 1308–1318, Ara. 2020, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA93DF45ZJ
ISNAD
Eslek Koyuncu, Dilşad Dolunay - Yaşyerli, Sena - Yaşyerli, Nail. “Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26/7 (01 Aralık 2020): 1308-1318. https://izlik.org/JA93DF45ZJ.
JAMA
1.Eslek Koyuncu DD, Yaşyerli S, Yaşyerli N. Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;26:1308–1318.
MLA
Eslek Koyuncu, Dilşad Dolunay, vd. “Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 26, sy 7, Aralık 2020, ss. 1308-1, https://izlik.org/JA93DF45ZJ.
Vancouver
1.Dilşad Dolunay Eslek Koyuncu, Sena Yaşyerli, Nail Yaşyerli. Karbondioksit gazının uzaklaştırılması için farklı metal içerikli hidrotalsit benzeri malzemeler ve deaktivasyon modeli uygulamaları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Aralık 2020;26(7):1308-1. Erişim adresi: https://izlik.org/JA93DF45ZJ