Metalik ve bimetalik mezogözenekli katalizörlerin sonokimyasal yöntemle sentezi, karakterizasyonu ve katalitik etkilerinin incelenmesi
Synthesis, characterization and catalytic effects of metallic and bimetallic mesoporous catalysts by sonochemical method
Yazar: MERAL YAŞAR
Danışman: DOÇ. DR. PINAR ACAR BOZKURT
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, farklı metal öncüller ve gözenek oluşturucu ajanlar kullanılarak, çeşitli morfolojilere ve gözenek boyutlarına sahip metalik ve bimetalik MCM-41 ve MCM-48 türü mezogözenekli katalizörlerin sonokimyasal sentez yöntemiyle sentezlenerek, bu katalizörlerin karakterizasyonu ve katalitik etkilerinin incelenmesi amaçlanmış olup sentezlenen katalizörlerin yapısı; X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) ve yüzey alanı ölçümü (BET) metotları ile karakterize edilerek, kullanılan sentez metotları ile katalizörlerin fiziksel özellikleri üzerindeki etkiler ile sentezlenen katalizörlerin biyokütle pirolizinden elde edilen ürünlerin verimleri üzerindeki katalitik etkileri incelenmiştir. 
Çalışma kapsamında; mezogözenekli MCM-41 ve MCM-48 türü katalizörler sonokimyasal sentez yöntemi ve sonokimyasal sentez destekli hidrotermal sentez yöntemi olmak üzere iki farklı metotla sentezlenmiş olup optimum sentez koşullarının belirlenmesi aşamasında iki farklı yöntemin karşılaştırılmasının yanı sıra farklı sentez bileşenlerinin etkisi de incelenmiştir. Sentezlenen katalizörler XRD, SEM ve EDS metotları ile karakterize edilmiş ve karakterizasyon sonuçlarına göre seçilen katalizörlere farklı oranlarda Ni, Co ve Cu metalleri doplanarak metalik ve bimetalik katalizörler hazırlanmış ve hazırlanan katalizörlerin de karakterizasyon çalışmaları yapılarak katalitik etkileri incelenmiştir. İnceleme sonucunda belirlenen mezogözenekli katalizörlerin ayrıca BET analizi yapılmış ve seçilen katalizörlerin keten tohumu küspesi pirolizi sonucunda elde edilen ürünler üzerindeki verimleri ölçülerek katalitik etkileri incelenmiştir. 
Yapılan çalışmalar neticesinde, sonokimyasal sentez yöntemi ile sentezlenen MCM-41 ve MCM-48 türü mezogözenekli katalizörlerin yüksek yüzey alanına, düzenli kristal yapısına ve yüksek gözenek hacmine sahip oldukları belirlenmiştir. 
Bu çalışmanın, yüksek oranda katalitik aktiviteye sahip metalik ve bimetalik mezogözenekli katalizörlerin doğrudan sonokimyasal sentez yöntemiyle sentezlenmesinde bir model teşkil etmesi beklenmektedir.

Abstract:
In this study, it was aimed to synthesize metallic and bimetallic MCM-41 ve MCM-48 type mesoporous catalysts with various morphologies and pore sizes by sonochemical synthesis method using different metal precursors and pore-forming agents, to characterize these catalysts and to investigate their catalytic effects; The structure of the synthesized catalysts was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and surface area measurement (BET) methods and the effects of the synthesis methods used on the physical properties of the catalysts and the catalytic effects of the synthesized catalysts on the yields of products obtained from biomass pyrolysis were investigated. 
Within the scope of the study, these mesoporous MCM-41 and MCM-48 type catalysts were synthesized by two different methods, sonochemical synthesis method and sonochemically assisted hydrothermal synthesis method. In addition to the comparison of two different methods in determining the optimum synthesis conditions, the effect of different synthesis components was also examined. The synthesized catalysts were characterized by XRD, SEM and EDS methods and according to the characterization results, metallic and bimetallic catalysts were prepared by doping Ni, Co and Cu metals at different ratios to the selected catalysts and the catalytic effects of the prepared catalysts were investigated by characterization studies. BET analysis of the mesoporous catalysts determined as a result of the investigation was also performed and the catalytic effects of the catalysts selected based on the results were examined by measuring the yields of the catalysts on the products obtained as a result of linseed meal pyrolysis. 
As a result of the studies, it was determined that MCM-41 and MCM-48 mesoporous catalysts synthesized by sonochemical synthesis method have high surface area, regular crystal structure and high pore volume. This study is expected to serve as a model for the synthesis of metallic and bimetallic mesoporous catalysts with high catalytic activity by direct sonochemical synthesis.