Metallendirilmiş metal-organik kafes yapıların sentezi karakterizasyonu ve vanilin üretiminde kullanılması
Synthesis and characterization of metallized metal-organic frameworks and their use in the production of vanillin
Yazar: ŞAFAK CAM
Danışman: DOÇ. DR. SELÇUK DEMİR
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Tarımsal atıklar yenilenebilir hammadde kaynaklarındandır ve bu atıkların katma değeri yüksek ürünlere dönüştürülmesi küresel ısınmayla birlikte daha bir önem kazanmıştır. Bilindiği üzere Rize ve çevre illerin en önemli tarımsal ürünü çaydır ve çay üretimi sırasında her yıl yaklaşık 30 000 ton fabrika çay atığı ortaya çıkmaktadır. Amaca yönelik sentezlenebilmeleri ve kullanım alanlarının çeşitliliği ile öne çıkan bir malzeme türü olan metal-organik kafes yapılar (MOFs) bilim dünyasının hızla gelişen malzemeleri arasındadır. Benzen-1,4′-dikarboksilik asidin zirkonyum (IV) metal iyonlarıyla verdiği tepkime sonucu hazırlanabilen yüksek kimyasal ve ısısal kararlılığa sahip UiO-66 (UiO= University of Oslo) tipi metal-organik kafes yapılar bu malzemeler arasında üretim ve kullanım kolaylığı yönüyle tercih edilmektedir. Tez kapsamında UiO-66 tipi yeni metal-organik kafes yapılar hazırlandı ve sentez sonrası metallendirilerek demir, bakır, demir+bakır içeren kafes yapılara dönüştürüldü. Sentezlenen kafes yapılar elementel analiz, ICP, fourier transform Infrared (FTIR) spektroskopisi, termik analiz (TG), X-Işınları toz kırınımı, taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-Işını spektroskopisi (EDS) gibi çeşitli yöntemler ile karakterize edildi. Yüzey alanları ve gözeneklilik özellikleri belirlendi. Hazırlanan metal-organik kafes yapılar lignin model bileşik olarak seçilen ferulik asitin ve çay atığından elde edilen ligninin vaniline dönüşüm reaksiyonlarında katalizör olarak kullanıldı. Sonuçlar yüksek performanslı sıvı kromotoğrafisi, HPLC ile kontrol edildi.

Abstract:
Agricultural wastes are renewable raw material sources and conversion of these wastes to high value added products has gained more importance with global warming. As it is known, tea is the most important agricultural product of Rize and the surrounding provinces and approximately 30 000 tons of factory tea waste is produced each year during tea production. Metal-organic frameworks (MOFs) which are the rapidly developing materials of the scientific world because of diversity of their application areas and tailored structures. UiO-66 (UiO = University of Oslo) type metal-organic frameworks which have high chemical and thermal stability can be prepared by the reaction of benzene-1,4′-dicarboxylic acid with zirconium (IV) metal ions are preferred in terms of production and ease of use among these materials. In this thesis, UiO-66 type new metal-organic frameworks were prepared and transformed into the iron, copper or iron+copper containing metal-organic frameworks via post-synthetic metallation. The synthesized metal-organic frameworks were characterized by various methods such as elemental analysis, ICP, fourier transform Infrared (FTIR) spectroscopy, thermal analysis (TG), X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Further, their surface areas and porosity properties were determined. The prepared metal-organic frameworks were used as catalysts in vanillin conversion reactions of ferulic acid which selected as lignin model compound and lignin obtained from tea waste. Results were checked by high performance liquid chromatography, HPLC.