Karbondioksit aktivasyonu ile metandan hidrojen üretimi reaksiyonunun MCM-41 destekli katalizörlerde incelenmesi

Metanın karbondioksit aktivasyonuyla sentez gazı üretim reaksiyonu, metan ve karbondioksitin kullanılabilir kimyasal ürünlere dönüşümü nedeniyle önemli bir reaksiyondur. Bu çalışmada yüksek yüzey alanına sahip ve mezogözenekli MCM-41 destekli nikel ve nikel-rodyum katalizörlerin metanın kuru reform reaksiyonuna gösterdikleri aktiviteleri incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, farklı Ni/Si oranında Ni-MCM-41 katalizörleri doğrudan hidrotermal sentez yöntemiyle hazırlanmıştır. Rodyum ise emdirme yöntemiyle Ni-MCM-41 katalizörünün yapısına ilave edilmiştir. Metanın kuru reform reaksiyonunda test edilecek olan katalizörler reaksiyondan önce H2 gazı akışında indirgenmişlerdir. Hidrotermal sentezin son basamağı olan kalsinasyon işleminden sonra ve indirgeme işleminden sonra olmak üzere, hazırlanan katalizörlerin yapı ve fiziksel özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla XRD, BET yüzey alanı, EDS ve SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Metanın kuru reform reaksiyonunun gerçekleştirilebilmesi amacıyla dolgulu kolon reaktör sistemi kurulmuştur. Gaz analizleri reaktör çıkışına doğrudan bağlı olan gaz kromatograf ile yapılmıştır. Metanın kuru reform reaksiyonunda test edilen katalizörlerin katalitik test sonuçları metan ve karbondioksit dönüşümü, hidrojen ve karbon monoksit seçiciliği ve verimleri yardımıyla değerlendirilmiştir. Ni-MCM-41(0,2)-İ-TB katalizöründe ilk andaki CO2 dönüşümünün (0,41) metan dönüşümünden (0,31) ve CO veriminin (0,72) H2 veriminden (0,50) daha yüksek olması ters su gazı reaksiyonu ile açıklanabilir. Ni-MCM-41(0,2)-İ-TB katalizörünün 25 saat süreyle metanın kuru reform reaksiyonundaki katalizör ömrü araştırılarak, 25 saat sonunda katalizörün aktifliğini tam olarak kaybetmediği ve 25. saatin sonunda metan dönüşümünün 0,10 olduğu belirlenmiştir. Rodyumun emdirme yöntemiyle Ni-MCM-41(0,2)-İ katalizörünün yapısına eklenerek, katalizörün aktivitesinin arttırılabildiği görülmüştür.