Metal katyonu içermeyen pentaborat/hekzaborat yapılarının sentezi, yapısal karakterizasyonu ve hidrojen depolama uygulamaları
Synthesis and characterization of non-metal cation (NMC's) pentaborates/hexaborates salt ring structuresand investigation of hydrogen storage properties
Yazar: ÜMİT SIZIR
Danışman: DOÇ. DR. DURSUN ALİ KÖSE
Hitit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Katyonik hale getirilen valin, triptofan, lizin, metiyonin, izolösin, treonin, fenilalanin ve lösin aminoasit organik bileşikleri ile metal katyonu içermeyen (NMC's) yeni pentaborat yapıları sentezlendi ve elementel analiz, 11B-NMR analizi, erime noktası tayini, TGA/ DTA/ DTG, BET analizi, toz X-ışını kırınımı analizi, gaz kromatografisi kütle spektroskopisi ve FT-IR metotları kullanılarak karakterize edildi. Daha sonra yüksek basınç volumetrik analiz yardımıyla (HPVA) moleküllerin hidrojen depolama kapasiteleri belirlendi. Valin, triptofan, lizin, metiyonin, izolösin, treonin, fenilalanin, lösin (NMC's) pentaborat yapıları birbirleri arasında farklı kararlılıklar gösterdi. Sentezlenen metal katyonsuz (NMC's) pentaborat yapılarının dehidrasyonu ve ardından termal bozunma sonucunda bozunma ürünü olarak camsı yapıda B2O3 kalmıştır.Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonuçlarından elde edilen bileşikler için aşağıda verilen molekül formülleri önerilmiştir:

(I)[C5H11NO2][B5O6(OH)4]H2O		(V) [C6H13NO2][B5O6(OH)4]H2O
   Valin pentaborat                         İzolösin pentaborat      

(II)[C11H12N2O2][B5O6(OH)4]1/2H2O	(VI)[C4H9NO3][B5O6(OH)4]H2O
    Triptofan pentaborat		    Treonin pentaborat        
	
(III)[C6H14N2O2][B5O6(OH)4]H2O		(VII) [C9H11NO2][B5O6(OH)4]1/2H2O
     Lisin pentaborate			      Fenilalanin  pentaborat

(IV)[C5H11NO2S][B5O6(OH)4]1/2H2O	(VIII)[C6H13NO2][B5O6(OH)4]1/2H2O
    Metiyonin pentaborat	              Lösin  pentaborat


Anahtar kelimeler: Bor, Metal katyonu içermeyen borat yapısı, Pentaborat, Termal analiz, 11B-NMR, toz-XRD, Hidrojen depolama.

Abstract:
The new non-metal cation (NMC's) pentaborate structures of cationic valine, tryptophan, lysine,methionineandisoleucine, threonine, phenylalanine and leucine were synthesized and characterized usingelemental analysis, 11B-NMR, melting point analysis, TGA/ DTA/ DTG, BET analysis,powder X-ray, GC-MS and FT-IRmethods.And then, hydrogen storage properties of characterized structures are measured by using High Pressure Volumetric Analyzer (HPVA).The thermal decompositionof valine, tryptophan, lysine, methionine, isoleucine, threonine, phenylalanine and leucine NMC'spentaborateshoweddifferentstabilitiesamong each other. Afterthedehydration of thestructures, the organicgroups are removed from the pentaborate structures. And then the oxide form of boron atom, B2O3having glassy structure is obtained in the reaction as last decomposition product.

Molecular formulas of the obtained complex are as follows:

(I)[C5H11NO2][B5O6(OH)4]H2O		(V) [C6H13NO2][B5O6(OH)4]H2O
   Valine pentaborate                       Isoleucine pentaborate      

(II)[C11H12N2O2][B5O6(OH)4]1/2H2O	(VI)[C4H9NO3][B5O6(OH)4]H2O
    Tryptophan pentaborate	            Threonine pentaborate         
	
(III)[C6H14N2O2][B5O6(OH)4]H2O		(VII) [C9H11NO2][B5O6(OH)4]1/2H2O
     Lysine pentaborate			      Phenylalanine pentaborate      

(IV)[C5H11NO2S][B5O6(OH)4]1/2H2O	(VIII)[C6H13NO2][B5O6(OH)4]1/2H2O
    Methionine pentaborate		      Leucine  pentaborate

Keywords: Boron, Non-metal cation borate structure, Pentaborate, Thermal investigation, 11B-NMR, powder-XRD,Hydrogen Storage.