De-nox uygulamaları için yeni nesil hibrit perovskitler

Bu çalışmanın temel amacı, katalitik De-NOx uygulamalarına yönelik, LaCoxMn1-xO3 tipi hibrit perovskit malzemelerinin, yapısal ve işlevsel özelliklerinin incelenmesidir. Perovskitlerin karakteristik yapısı, termal dayanıklılıkları ve NOx/SOx adsrobsiyon/salınım özellikleri XRD, BET, XPS, in-situ FTIR, ex-situ FTIR, TEM, BET, TPD ve TPR teknikleri kullanılarak çalışılmıştır. Diğerlerine kıyasla, LaCo0.8Mn0.2veLaCo0.7Mn0.3O3 perovskitlerinin optimize edilmiş yüzeyleri sayesinde (yani özel B-noktası kompozisyonu nedeniyle),en yüksek NOx depolama kapasitesine sahip malzemeler oldukları belirlenmiştir. NOx ve SOx deneyleri, B noktalarına ait kompozisyonun, katalizör yüzeyine bağlanan türlerin adsorpsiyon geometrisi üzerinde önemli bir değişikliğe yol açmadığını göstermiştir. Diğer taraftan, NOx emiliminin H2 indirgenmesi sonrasında arttığı, IR deneyleriyle gösterilmiştir. Ayrıca, QMS deneylerinde ölçülen N2, özel koşullar altında, hibrit katalizörlerin N-O bağ aktivasyonunu başarıyla gerçekleştirebildiğini ve NOx türlerinin tamamen indirgenebildiğini göstermektedir. Mn'ce zengin perovskitler üzerindeki SOx türleri, H2 ile oldukça etkin bir şekilde indirgenerek, bertaraf edilebilmesine rağmen; Co'ca zengin perovskitlerde tersinmez sülfat türleri oluşumu nedeniyle kükürt giderim sürecinin daha verimsiz olduğu gözlenmiştir. SOx türleri ve NOx türlerinin aynı anda var olduğu durumda, katalizör yüzeyindeki aktif bağlanma noktalarına dair rekabeti, SOx türlerinin belirgin bir üstünlükle kazandığı saptanmıştır. Perovskitlerin kristal örgülerindeki oksijen miktarı, oksijen boşlukları ve indirgenme profilleri; B-bölgesindeki kompozisyona bağlı olarak farklılıklar göstermektedir. Perovskit kristal örgüsündeki, Co-O bağlarının, yapıdaki artan Mn yüklemesiyle birlikte, Mn-O bağlalarıya yer değiştirdiği, ex-situ FTIR deneyleriyle gösterilmiştir. Hibrit perovskitlerin spesifik yüzey alanları, yapıdaki Mn yüklemesinin artırılmasına bağlı olarak artmaktadır. Mevcut çalışmalar çerçevesinde elde edilen deneysel sonuçlar; hibrit perovskitlerin yüksek NOx depolama kapasitesi ve yüksek SOx toleranslarına sahip olduklarını ve yapılarının sentetik olarak kontrol edilmesiyle, yüzey kimyasal özelliklerinin, redox davranışlarının, NOx/SOx türleriyle etkileşimlerinin değiştirilerek, yüksek performansa sahip, özgün De-NOx katalizörlerinin tasarımına olanak verdiğini göstermektedir. Anahtar sözcükler: Perovskit, NOx, SOx, LaMnO3, LaCoO3, LaCoxMn1-xO3