Furfural'in katalitik hidrojenasyonu
Catalytic hydrogenation of furfural
Yazar: SERAP ALGORABİ
Danışman: DOÇ. DR. SOLMAZ AKMAZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Son yıllarda fosil kökenli yakıtların tükenmekte olması ve artan enerji talebi, alternatif enerji arayışlarına neden olmuştur. Yenilenebilir bir kaynak olması bakımından biyokütlenin yararlanılabilir değerli maddelere dönüştürülebilmesi enerji ve kimya sektörü açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmanın amacı biyokütle kaynaklı furfuralın hidrojenasyon reaksiyonlarıyla yakıt katkı maddesi olarak kullanılabilen değerli furan yapılarına dönüştürülmesidir. Furfural'ın katalitik hidrojenasyon reaksiyonlarıyla furfuril alkol (FA) ve 2-metilfuran (2-MF) gibi birçok kullanım alanı olan çok değerli furan yapıları sentezlenebilmektedir. Bu doğrultuda farklı katalizör çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Cu ve Co metalleri ile ZrO2 destekli katalizörler sol-gel yöntemi ile hazırlanmıştır. Gerçekleştirilen reaksiyonlarda, sıcaklık, hidrojen basıncı, süre ve katalizör miktarı gibi parametreler üzerinde değişiklikler yapılarak en iyi ürün verimlerinin elde edilmesi hedeflenmiştir. Cu/ZrO2 katalizörü ile en yüksek %  79,8 FA verimi, Co-Cu/ZrO2 katalizörü ile en yüksek % 94,1 2-MF verimi elde edilmiştir. 
Reaksiyon ürünleri Gaz kromatografisi-Kütle spektrometresi (GC-MS) ile belirlenmiştir. Etkinliği yüksek olan katalizörlerin karakterizasyonları BET analizi, X-Ray Kırınımı (XRD), Geçirgenlik Elektron Mikroskobu (TEM), X-Ray Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Sıcaklık Programlamalı İndirgeme (TPR) analizleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 
Günümüzde önemi büyük olan yenilenebilir kaynaklı değerli kimyasalların elde edilmesi ve seçimliliklerinin arttırılması üzerine yapılan çalışmalar hem bilimsel hem de ekonomik yönden önemlidir. Bu çalışma ile de bu alanda yapılan çalışmalara katkı sağlanılacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In recent years, the depletion of fossil-based fuels and the increased demand for energy have led to the search for alternative energy sources. The ability to convert biomass to valuable materials in terms of being a renewable resource is very important in terms of energy and chemistry sector. The aim of this study is to convert biomass derived furfural into valuable furan structures which can be used as fuel additive by hydrogenation reactions. By the catalytic hydrogenation reactions of furfural, valuable structures with many uses such as Furfuryl Alcohol (FA) and 2-Methylfuran (2-MF) can be synthesized. In this respect, catalytic studies were performed.
Cu and Co metals on ZrO2 supported catalysts were prepared by sol-gel method. In the reactions carried out, it was aimed to obtain the best results by making changes on parameters such as temperature, hydrogen pressure, reaction time and amount of catalyst. The highest FA 79,8% yield with Cu/ZrO2 catalyst, the highest 94,1% 2-MF yield with Co-Cu / ZrO2 catalyst was obtained.
Reaction products were determined by Gas Chromotography-Mass Spectrometry (GC-MS). BET analysis,  X-ray Diffraction (XRD) analysis, Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Temperature Programmed Reduction ( TPR) techniques were used to characterization of highly effective catalysts.
Nowadays, studies on obtaining renewable valuable chemicals and increasing their selectivity are of great importance both scientifically and economically. It is thought that this study will contribute to the studies in this area.