Karbon dioksit absorpsiyonu için reaktif iyonik sıvıların sentezi
Synthesis of reactive ionic liquids for carbon dioxide absorption
Yazar: EMRAH KORKMAZ
Danışman: PROF. DR. ERDOĞAN ALPER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Dietanolamin = Diethanolamine ; Etanol = Ethanol ; Karbamatlar = Carbamates ; Karbon dioksit = Carbon dioxide

Özet:
Karbon dioksitin (CO2) amin çözeltilerine kimyasal reaksiyonlu absorpsiyonu çok yaygın olarak kullanılan kanıtlanmış bir teknolojidir. Ancak, artan enerji maliyetleri nedeniyle, CO2'nin ekonomik ayrıştırılmasını sağlayacak çözücülerin araştırılması önem kazanmıştır. Bu amaçla sunulan tez kapsamında CO2 ile reaksiyona girebilen ve kararsız karbamat oluşturabilen reaktif iyonik sıvıların sentezi ve CO2 ile reaksiyon kinetikleri incelenmiştir.Çalışmanın ilk kısmında, 1?propilamin?3?butilimidazolyum tetrafloroborat [apbim]+ [BF4]- sentezlenmiştir. Daha sonra literatürde bulunmayan 1?propilamin?3?propilimidazolyum tetrafloroboratın [appim]+ [BF4]- sentezi için öncelikle propilimidazolyum [pim] sentezi gerçekleştirilmiş ve 3?bromopropilamin tetrafloroborat ile reaksiyona girmesi sağlanarak iyonik sıvı elde edilmiştir.Elde edilen ürünlerin yapısı FTIR spektrometresi, 13C ve 1H NMR analizleri ve kütle spektrometresi ile incelenmiş ve fiziksel özellikleri tespit edilmiştir.Son olarak, etanol ortamında [apbim]+ [BF4]- ve [appim]+ [BF4]-'ün CO2 ile reaksiyonunun birinci derecemsi hız sabiti, reaksiyon hızlarının doğrudan elde edilmesine olanak sağlayan ?durdurulmuş?akış? tekniği ile ölçülmüştür. Sentezlediğimiz iyonik sıvıların molariteleri 0.16 ile 0.61 arasında değiştirildiğinde birinci derecemsi hız sabitleri 295 ile 1250 s-1 arasında değişmektedir. Bu değerler sentezlenen iyonik sıvıların, endüstriyel bir çözücü olan sulu dietanolamine (DEA) göre çok daha hızlı bir şekilde CO2 ile reaksiyona girebildiğini göstermiştir.

Abstract:
The absorption of carbon dioxide (CO2) chemical reaction into amine solutions is a widely?used proven technology. But, because of the increasing energy costs, the research of the dissolvents which will ensure the economic seperation of carbon dioxide has gained importance. In this thesis framework presented to that end the synthesis of the reactive ionic liquids generating unstable carbamate upon reacting with carbon dioxide and their reaction kinetics with carbon dioxide has been examined.In the first part of the study, 1?propylamine?3?butylimidazolium tetrafluoroborate [apbim]+ [BF4]- has been synthesized. Then for the synthesis of 1?propylamine?3?propylimidazolium tetrafluoroborate [appim]+ [BF4]- which does not appear in the literature, primarily synthesis of propylimidazolium [pim] has been realized and an ionic liquid has been acquired by reacting 3?bromopropylamine with tetrafluoroborate.The structure of the obtained products has been analysed with the FTIR spectrometer, 13C and 1H NMR analysis and mass spectrometer and their physical features have been determined.Once for all, the first degree rate constant of the reaction with CO2 of the [apbim]+ [BF4]- and [appim]+ [BF4]- at ethanol environment has been measured with the ?stopped?flow? technique which enables to acquire directly the reaction speeds. When the molarities of our synthesized ionic liquids has been changed between 0.16 and 0.61 their first degree rate constant are changing between 295 and 1250 s-1. These values has showed that the ionic liquids can react with CO2 more faster than aqueous diethanolamine (DEA) solution which is an industrial dissolvent.