Gliserinden laktik asit üretiminde altın temelli katalizörler ile tepkime koşullarının incelenmesi
Investigation of reacting conditions with Au based catalysts in lactic acid production from glycerine
Yazar: BÜŞRA SEVER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELTEM YILDIZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Biyodizel üretimindeki artış ile üretiminden oluşan yan ürün gliserinin miktarı gün geçtikçe artmakta ve değerlendirilemeyerek atık haline gelmektedir. Böylelikle gliserinin değerli kimyasallara dönüşümü konusunda yapılan çalışmalar önem kazanmaktadır. Laktik asit, gliserinin dönüşümü ile oluşan önemli bir organik asittir. Ayrıca biyobozunur plastik olan polilaktik asidin hammaddesidir. Gliserinin değerli kimyasallara dönüşümü, gliserini atık olmaktan çıkaracak ve çevresel açıdan biyobozunur plastiklerin kullanılmasını yaygınlaştıracağı için yeşil bir yaklaşım kazanılmasını sağlayacaktır. Bu nedenle bu çalışmada ılımlı koşullar altında altın temelli heterojen katalizörler ile gliserinden laktik asit üretilmesi amaçlanmıştır. Bentonit destekli altın katalizörleri hazırlanmış, hidrotalsit destekli katalizörler ile karşılaştırılmıştır. Kimyasal ve termal olarak 500 °C' de aktive edilen bentonit destekler kullanılarak hazırlanan ağırlıkça %1 Au/bentonit katalizörlerin gliserinden laktik asit üretim tepkimelerinde kullanılmış ve farklı reaksiyon parametreleri incelenerek en uygun reaksiyon koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Optimum reaksiyon koşullarının belirlenebilmesi amacı ile ortamdaki katalizörün indirgenmesi etkisinin yanı sıra reaksiyon ortamında oksijen varlığı, baz çeşidi, NaOH/Gliserin mol oranı, katalizör miktarı, reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon süresi parametreleri incelenmiştir. Alınan en iyi sonuç 90 °C reaksiyon sıcaklığı, 240 dakikalık reaksiyon süresi, NaOH/Gliserin mol oranı 8 ve 0,25 gram katalizör kullanılarak elde edilmiştir.  Bu koşullarda ağırlıkça %1 Au/bentonit katalizörü ile laktik asit %67 civarında verime ulaşmıştır.  

Anahtar Kelimeler: Bentonit, Gliserin, Katalizör, Laktik Asit.

Abstract:
With the increase in biodiesel production, the amount of by-product glycerine that is produced increases and becomes waste. Thus, studies on the transformation of glycerine into valuable chemicals become important. Lactic acid is an important organic acid formed by the transformation of glycerine. It is also the raw material of polylactic acid, which is biodegradable plastic. The conversion of glycerine into valuable chemicals will remove glycerine from waste and promote a green approach as it will expand the use of environmentally biodegradable plastics. Therefore, this study aimed to produce lactic acid from glycerine with gold-based heterogeneous catalysts under mild conditions. Bentonite supported gold catalysts were prepared and compared with hydrotalcite supported catalysts. It was used in lactic acid production reactions from glycerin of 1% Au/bentonite catalysts prepared by using bentonite supports activated chemically and thermally at 500 °C and it was aimed to determine optimal reaction conditions by examining different reaction parameters. In order to determine the optimum reaction conditions, oxygen presence, base type, NaOH/glycerine mole ratio, amount of catalyst, reaction temperature and reaction time parameters were studied in the reaction environment as well as the effect catalyst reduction parameter. The best result was obtained using a reaction temperature of 90 °C, reaction time of 240 minutes, NaOH/glycerine mole ratio of 8 and 0.25 g catalyst amount. In these conditions, lactic acid with 1 wt% Au/bentonite catalyst has reached a yield of around 67 %.

Keywords: Bentonite, Glycerine, Catalyst, Lactic Acid.