Bakır bazlı zeolit katalist geliştirilerek hidrokarbon seçici katalitik indirgeme aktivitesinin düşük sıcaklık özelliklerinin iyileştirilmesi

Seçici katalitik indirgeme (SCR), dizel motorlardan kaynaklanan NOx (azot oksit) emisyonlarını azaltmak için kullanılan en etkili egzoz sonrası işlem teknolojisidir. Bu sistem, NOx'i belirli bir katalizör ve bir indirgeme maddesi yardımıyla zararsız azot (N2) ve suya (H2O) dönüştürür. Bu çalışmada, samaryum (Sm) katkılı, iki farklı bakır bazlı zeolit (Y ve Beta) katalizörleri iyon değişim yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen katalizörlerin kimyasal özelliklerini belirlemek amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (EDS), X-ışını Kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi ve Brunauer-Emmet-Teller (BET) analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, katalizörler 150 ile 240°C arasındaki sıcaklıklarda, 0, 2 ve 4 kW yüklerde ve iki farklı alan hızı altında gerçek bir egzoz akışında test edilmiştir. Kimyasal analizler, tüm katalizörlerde Si, O ve Al'ın baskın olduğunu ortaya koyarken, kullanılan diğer kimyasalların da varlığı doğrulanmıştır. Performans testleri, sıcaklık artışı ile dönüşüm oranlarının arttığını göstermiştir. Motor yükündeki artış dönüşüm oranlarını olumlu etkilerken, daha yüksek bir alan hızı (SV) dönüşüm oranı üzerinde olumsuz bir etki yaratmıştır. 4 kW yük altında ve 240°C sıcaklıkta en yüksek NOx dönüşüm oranları kaydedilmiştir. Y zeolit setinde, Sm1-Y katalizörü 30000 h-1 SV'de %95,7481 dönüşüm oranına ulaşırken, Sm2-Y katalizörü 40000 h-1 SV'de %94,6600 dönüşüm oranı göstermiştir. Benzer şekilde, Beta zeolit setinde, Sm4-BEA katalizörü 30000 h-1 SV'de %95,7754 dönüşüm oranına ulaşmış, Sm1-BEA katalizörü ise 40000 h-1 SV'de %94,4719 dönüşüm oranı sergilemiştir. Samaryum eklenmesi, her iki katalizör seti için faydalı etkiler göstermiştir. Sonuçlar, optimal Sm yükleme seviyelerinin %1 ve %2 olduğunu ve bu oranların performans ile NOx dönüşüm verimliliğini artırdığını göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Seçici Katalitik İndirgeme, Azot Oksitler, Düşük Sıcaklık, Gerçek Egzoz Akışı, Zeolit