Karbondioksitin kimyasal dönüşümünde oluşan borat ve format komplekslerin yapısal özelliklerinin tanımlanması ve değerlendirme seçeneklerinin incelenmesi
Identification of the structural properties of borate and formate complexes formed in chemical conversion of carbon dioxide and investigation of the utilization options
Yazar: ÖZGE COŞKUNER
Danışman: PROF. DR. AYSEL KANTÜRK FİGEN ; PROF. DR. ÜMİT BİLGE DEMİRCİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Format = Format ; Formik asitler = Formic acids ; Hidroliz = Hydrolysis ; Karbondioksit salınımı = Carbondioxide emission ; Sodyum borohidrür = Sodium borohidride

Özet:
Hidrojen ve ısı taşıyıcı olarak bor hidrürlerin kullanıldığı hidrojenasyon stratejileri özellikle karbon ayak izinin azaltılması ve sürdürülebilir bor-karbon-hidrojen çevriminin oluşturulabilmesi için günümüzde yeni nesil uygulamalar olarak dikkat çekmektedir. Sera gazlarından biri olan CO2'nin ucuz, bol ve güvenli karbon kaynağı olarak kullanımı ile alternatif strateji olarak özellikle metanol (CH3OH), metan (CH4) ve formik asit (HCOOH) gibi sentetik yakıtlara dönüştürülmesi ticari stratejilerde ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, sodyum borhidrür (NaBH4)'ün nikel katalizörü (NiCl2) varlığında CO2 atmosferinde hidroliz reaksiyonu sonucunda oluşan kompleks yapılı hidrojenasyon ürününün fiziksel ve kimyasal analizlerinin gerçekleştirilerek yapısal özelliklerinin araştırılması ve hidrojenasyon katı ürününün katma değeri yüksek değerli bir kimyasal olan HCOOH'a dönüştürülmesi için uygun hidroliz prosesinin tasarlanması hedeflenmiştir. Hidrojenasyon katı ürününün sodyum format (NaHCOO), formatodihidroksiboran (B(OH)2(OOCH)) ve sodyum klorür (NaCl) içerdiği tespit edilmiştir. Hidrojenasyon katı ürününün içinde barındırdığı yapılar göz önünde bulundurularak geliştirilen alkali hidroliz prosesi ile sıvı formda HCOOH, katı formda ise sodyum karbonat (Na2CO3) ve sodyum tetrahidroksiborat (NaB(OH)4)'ten oluşan ürünler elde edilmiştir.

Abstract:
Particulary, to reduce the carbon footprint and to create a sustainable boron-carbon-hydrogen cycle, hydrogenation strategies, in which hydrogen and boron hydrides are used as heat carriers, are remarkable as new generation applications. The use of one of the greenhouses gase CO2 as a cheap, abundant and safe carbon source, and its conversion to synthetic fuels such as methanol (CH3OH), methane (CH4) and formic acid (HCOOH) comes into prominence in commercial strategies as an alternative strategy. Within the scope of this thesis, the structural properties of the solid hydrogenation product which gained as a result of the hydrolysis reaction of sodium borohydride (NaBH4) in the presence of nickel catalyst (NiCl2) in the CO2 atmosphere was investigated by physical and chemical analyzes and an appropriate hydrolysis process for the conversion of solid hydrogenation product to HCOOH, which is a high value-added chemical was designed. It was determined that the hydrogenation solid product contains sodium formate (NaHCOO), formatodihydroxyborane (B(OH)2(OOCH)) and sodium chloride (NaCl). HCOOH in liquid form, sodium carbonate (Na2CO3) and sodium tetrahydroxyborate (NaB(OH)4) in solid form were obtained as a results of designed alkali hydrolysis process which considering the structures of the solid hydrogenation product.