Kömür üzerine hidrojen adsorpsiyonu
Hydrogen adsorption on coal
Yazar: ATAKAN TOPRAK
Danışman: PROF.DR. TÜRKAN KOPAÇ
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÖZETBilim Uzmanlığı TeziKÖMÜR ÜZERİNE HİDROJEN ADSORPSİYONUAtakan TOPRAKZonguldak Karaelmas ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüKimya Anabilim DalıTez Danışmanı: Prof.Dr. Türkan KOPAÇHaziran 2005, 176 sayfaHidrojen enerjisi yüksek ısıl değeri ve çevreyi kirletmemesi nedeniyle fosil yakıtlarınyerini alabilecek en önemli alternatif enerji kaynağı olarak dikkati çekmektedir. Fakatözellikle depolamadaki sorunlar nedeniyle kullanımı günümüzde istenilen düzeydedeğildir. Bu çalışmada Zonguldak (Armutçuk, Kilimli, Rat) ve Rusya (Antrasit)bölgesinden seçilen dört farklı kömür numunesi üzerine 77.4 K'de hidrojen ve azotgazlarının adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Kömür numunelerine kimyasal aktivasyonişlemleri uygulanarak öncelikle kül oranları düşürülmüştür. Kimyasal aktivasyon yapılankömür numunelerinin 600, 700, 800, 900ºC'de azot gazı altında işlemi sonucu yüzeyalanlarının arttığı gözlenmiştir. Armutçuk, Kilimli, Rat numuneleri için en iyi hidrojen veazot adsorpsiyon kapasitesinin 800ºC'de azot gazından geçirilmesi ile elde edilmiş, antrasitnumunesi için kömür numunelerine potasyum hidroksit ve amonyum klorür ile yıkamaişlemlerinden sonra çinko klorür ile ısıl oksidasyon sonucunda en yüksek yüzey alanınaulaşılmıştır. Kömür numunelerinin BET ve Langmuir adsorpsiyon analizleri yapılmış vebu modellerin adsorpsiyon parametreleri belirlenmiştir. Potasyum hidroksit ve amonyumiiiklorür ile yıkanıp 750ºC'de çinko klorür ile oksidasyon sonucunda elde edilen numunelerin77.4 K'deki BET yüzey alanı azot ve hidrojen için sırasıyla, 830.5, 279 m2/g; Langmuiryüzey alanları ise, 1200 ve 414.6 m2/g olarak belirlenmiştir. Kömür numuneleri için azotve hidrojen gazlarının deneysel adsorpsiyon izoterm verileri 77.4 K'de BET ve Langmuirmodellerine iyi uyum sağlanmıştır.Anahtar Sözcükler: Adsorpsiyon, Kimyasal aktivasyon, Kömür, Adsorpsiyon izotermleri.Bilim Kodu : 405-04-01iv

Abstract:
ABSTRACTM. Sc. ThesisHYDROGEN ADSORPTİON ON COALAtakan TOPRAKZonguldak Karaelmas UniversityGraduate School of Natural and Applied SciencesDepartment of ChemistryThesis Advisor: Prof. Türkan KOPAÇJune 2005, 176 pagesHydrogen energy is the best alternative to fossil fuels due to its high calorific value andbeing environmentally friendly. However, storage problem of hydrogen prevents its wideusage and commercialization. In this study hydrogen and nitrogen adsorption properties offour different coal samples chosen from Zonguldak (Armutçuk, Kilimli, Rat) and Russia(anthracite) region have been investigated at 77.4 K. Firstly ash content of coal sampleshave been reduced by chemical activation process. Increase of the surface areas by the heattreatment process of chemically activated samples under nitrogen at temperatures of 600,700, 800 and 900oC has been determined. The highest hydrogen and nitrogen adsorptioncapacity for Armutçuk, Kilimli and Rat coal samples are obtained by heat treatment of thesamples at 800oC under nitrogen, highest surface area for the anthracite sample has beenobtained by washing the samples with potassium hydroxide and ammonium chloride,followed heat treatment with the zinc chloride. BET and Langmuir adsorption analysis ofthe samples were dou and isotherm model parameters of the samples have beenvdetermined. BET surface areas for nitrogen and hydrogen adsorption of the sampleswashed by potassium hydroxide and ammonium chloride, additionally heat treated withzinc chloride at 750oC temperature are 830.5 and 279 m2/g respectively; Langmuir surfaceareas are 1200 and 414.6 m2/g respectively. Experimentally obtained adsorption isothermsof the nitrogen and hydrogen on coal samples are in good fit with the BET and Langmuiradsorption isotherm models.Key Words : Adsorption, Chemical activation, Coal, Adsorption isotherms.Science Code : 405-04-01vi