Farklı tepkime ortamlarının borhidrür bileşiklerinin alkolizi üzerine etkisi

Yapılan bu tez çalışmasında Al2O3, TiO2 ve aktif karbon (AC) destekleri üzerine; tek, çift, üç ve dört aktif metal impregrasyon yöntemi ile tutturulmuştur. Katalizörün aktif yapılarının oluşturulması için NiCl2.6H2O, CoCl2.6H2O, CuCl2.2H2O, MnCl2.2H2O ve FeCl3 gibi geçiş metallerinin tuzları kullanılmıştır. Üretilen bu katalizörler varlığında sodyum borhidrürün alkoliz işlemi ile parçalanması ve hidrojen üretimi sağlanmıştır. Kimyasal hidrojen depolama malzemelerinden sodyum borhidrür (NaBH4) küt.%10,8 hidrojen içeriğiyle önemli bir depolama alternatifidir. 23oC sıcaklıkta üretilen hidrojen hacimleri ters büret yöntemi ile ölçülmüş, zamana göre miktarları kaydedilmiştir. Alkoliz işleminde İzopropil alkol (İPA) ve Propilen Glikol (PG) kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda en iyi sonuçlar propilen glikol ile yapılan deneylerde gözlemlenmiştir. En iyi hidrojen üretim yeteneğine sahip katalizörün 4545 mL H2/gkat.min hız ile Mn0,85Co0,08Cu0,07/TiO2 olduğu tespit edilmiştir. Ulaşılan hidrojen üretim hızını daha fazla arttırmak için NaBH4 ile birlikte amonyum boran kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda ulaşılan hidrojen üretim hızları diğer metaller ile kıyaslandığında daha hızlı sonuç vermiştir. En hızlı hidrojen üretim hızı (HÜH) ise 7500 mL H2/gkat.min hız ile Mn0,85Co0,8Ni0,7/AC katalizörüdür. Katalizörler taze ve denenmiş olarak iki gruba ayrılmış ve karakterizasyonları TEM (Geçirimli Elektron Mikroskobu) ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) analizleri ile yapılmıştır. SEM analizlerinde yüzeydeki kanalların alkoliz işlemi sırasındaki gaz-sıvı hareketliliği sebebi ile daha geniş hale geldiği, TEM analizlerinde ise katalizör parçacıklarının homojen ve nano boyutta bir dağılıma sahip oldukları anlaşılmıştır. Toplanan kinetik veriler ile reaksiyon derecesi ve aktivasyon enerjisi hesaplanmıştır. Hesaplama sonucunda tepkimelerin sıfırıncı mertebeden ve Mn0,85Co0,08Cu0,07/TiO2 katalizörünün aktivasyon enerjisi 44 kJ/mol olduğu bulunmuştur. Yapılan tekrar testlerinde aktivite ve dönüşüm oranının tekrar kullanım ile azaldığı gözlenmiştir.