NaBH4 'ün sentetik Nİ-CO aktif merkez MOF destekli katalizörle dehidrojenasyonu ve kinetik incelenmesi
Dehydrogenation of NaBH4 with synthetic Nİ-CO active center MOF supported catalyst and kinetic parameters
Yazar: AYBÜKE AYŞE ERTÜRK
Danışman: PROF. DR. METİN GÜRÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Alternatif enerji arayışının küresel ölçekte arttığı bu dönemde hidrojen üretimine yönelik
olarak bu çalışmada, hidrojen taşıyıcı özelliğiyle ön plana çıkan sodyum bor hidrürün
hidroliz reaksiyonları için heterojen katalizör sentezlenmiş ve katalitik dehidrojenasyon
gerçekleştirilmiştir. Aktif merkez olarak Co ve Ni metal kaynakları olarak CoF 2 ve NiF 2
bileşikleri seçilmiştir. Destek malzeme olarak ise aktif karbon, ɣ-Al 2 O 3 vb. malzemelerden
daha geniş spesifik yüzey alanına sahip olması sebebiyle (2504 m 2 g -1 ) metal organik
çerçeve (MOF), MIL-101 (Cr), seçilmiştir. Katalizörler farklı oranlarda aktif merkez
içerecek şekilde hazırlanmış ve maksimum hidrojen üretimi sağlayan katalizör
belirlenmiştir. Bu doğrultuda, % 20 oranında aktif merkez içeren katalizör ile çalışmalara
devam edilmiştir. Bağlayıcı olarak naftalin yanında bağlayıcılığını artırmak için epoksi
reçine ve sertleştirici madde kullanılmıştır. Ayrıca NaBH 4 'ün dehidrojenasyon indeksi sulu
çözeltideki NaBH 4 miktarına göre 2150 mL H 2 /g NaBH 4 olarak hesaplanmıştır. Kinetik
çalışmalar 5 farklı sıcaklıkta, 2 saat boyunca 250 rpm karıştırma hızında
gerçekleştirilmiştir. Diferansiyel metot kullanılarak reaksiyon derecesinin sıfırıncı
mertebeden olduğu hesaplanmıştır. Deneyler sonucunda Arhenius eşitliğinden ve lnk'ya
karşı çizilen 1/T grafiğinden alınan değerlerle yapılan hesaplamalar sonucunda aktivasyon
enerjisi 51.06 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, for hydrogen production in this period when the search for alternative energy
has increased on a global scale, a heterogeneous catalyst was synthesized and catalytic
dehydrogenation was carried out for the hydrolysis reactions of sodium borohydride, which
stands out with its hydrogen carrier feature. CoF 2 and NiF 2 compounds were chosen as
active center, Co and Ni metal sources. As support material, activated carbon, ɣ-Al 2 O 3 etc.
Metal organic framework (MOF), MIL-101 (Cr), was chosen because it has a larger
specific surface area than other materials (2504 m 2 g -1 ). The catalysts were prepared to
contain different ratios of active centers and the catalyst providing maximum hydrogen
production was determined. In this direction, studies continued with a catalyst containing
20 % active center. In addition to naphthalene as binder, epoxy resin and hardener were
used to increase its binding. In addition, the dehydrogenation index of NaBH 4 was
calculated as 2150 mL H 2 /g NaBH 4 according to the amount of NaBH 4 in the aqueous
solution. Kinetic studies were carried out at 5 different temperatures, at a stirring speed of
250 rpm for 2 hours. By using the differential method, the reaction degree was calculated
to be of the zero order. As a result of the experiments, the activation energy was calculated
as 51.06 kJ/mol as a result of the calculations made with the values taken from the
Arhenius equation and the 1/T graph drawn against lnk.