Destekli katalizörler eşliğinde sodyum borhidrürün metanolizi

Bu çalışmada katalizörler NaBH4'ün katalitik olarak metanoliz edilebilmesi için impregnasyon yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Üretilen katalizörlerde destek malzemesi olarak TiO2, Al2O3 ve AC (aktif karbon) kullanılmıştır. Aktif merkezlerin oluşturulmasında NiCl2.6H2O, CoCl2.6H2O, CuCl2.2H2O, FeCl3, MnCl2.2H2Ove RuCl3.2H2O gibi 3d geçiş metallerinin tuzlarından faydalanılmıştır. Katalizörler hazırlanırken kullanılan aktif metaller tek başına, ikili ve üçlü karışımlar halinde harmanlanarak kullanılmıştır. NaBH4, sentezi yapılan katalizörler vasıtasıyla metanoliz işlemine tabi tutularak parçalanmış ve yapısındaki hidrojen gazı açığa çıkarılmıştır. 25 ºC'de gerçekleştirilen denemelerde üretilen hidrojen gazının hacmi ters büret yöntemi kullanılarak kaydedilmiştir.Yapılan denemeler içinde en yüksek hidrojen üretim hızı5667 mL H2/gkat.min'dır. Bu değer 34(Ni0,7Co0,3/TiO2) katalizörü kullanılarak elde edilmiştir. İki ve üç metalli katalizör denemelerinde ise genel olarak, Ni metalinin yanına eklendiği metal aktivitesini arttırıcı yönde etkisi olduğu saptanmıştır. Ayrıca tek başına aktivitesi düşük seyreden metal tuzlarının yanına metal eklendiğinde katalitik performansını iyileştirebildiği tespit edilmiştir. Sentezlenen katalizörlerden seçilenlerinXRD, SEM ve TEM analizleri ile metanoliz öncesi ve sonrası karakterizasyonları yapılmıştır. EDAX sonuçları aktif metallerinmetanoliz sonrasında yüzeyde varlıklarını koruduklarını göstermiştir. TEM analizi ile aktif metallerin destek yüzeyinde homojen dağılım gösterdiği tespit edilmiştir. Çeşitli yazılımlar kullanılarak bu parçacıkların boyut analizi yapılmış, ortalama parçacık boyutu 7 nm civarında ölçülmüştür. Katalizörün tekrar kullanılabilirliği denenmiş ve on kullanım sonrasında dahi aktivitesini koruduğu saptanmıştır.97(Ni0,85Co0,1Fe0,05/TiO2) katalizörü üzerinde kinetik verilerin elde edilebilmesi için 10, 25 ve 30 ºC sıcaklıklarda metanoliz işlemleri yapılmıştır. Bu verilerden yararlanılarak katalizörün aktivasyon enerjisi 46,02 kJ mol-1 bulunmuştur.Ayrıca tepkimenin sıfırıncı mertebeden kinetiğe sahip olduğu tespit edilmiştir.