Sentez gazı üretimi için Ni-Ru-Ce içeren mezogözenekli katalizörler geliştirilmesi

Metanın kuru reform reaksiyonu ile, sera etkisine neden olan gazlar (CH4 ve CO2) sentez gazına (CO, H2) dönüşebilmektedir. Metanın kuru reform reaksiyonu sonucunda oluşan sentez gazı (H2+ CO) enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Ayrıca, reaksiyonda oluşan sentez gazında H2' nin CO' e oranının yaklaşık bir (H2/CO 1) olması nedeniyle bu ürünler, sıvı karbonların `'Fischer-Tropsch'' senteziyle üretiminde hammadde olarak da kullanılabilmektedirler.Çalışma kapsamında yüksek yüzey alanına sahip ve mezogözenekli MCM-41 malzemesi destek olarak kullanılmıştır. VIII B metallerinden olan nikel, nikel-rutenyum metalleri ve yükseltgeyici olarak Ce metali ile MCM-41 destekli katalizörler hazırlanmıştır. Çalışmada ilk olarak Ni/Si 0,1 ve 0,2 oranlarında Ni-MCM-41 katalizörleri doğrudan hidrotermal sentez yöntemiyle elde edilmiştir. Aynı sentez yöntemiyle Ru-Ni-MCM-41 katalizörleri sentezlenmiş ve nikel, nikel-rutenyum içerikli katalizörlere Ce yükseltgeyicisi emdirme yöntemiyle ilave edilmiştir. Metanın kuru reform reaksiyonunda katalizörler test edilmeden önce H2 gazı ortamında indirgenme işlemine tabi tutulmuşlardır. Hazırlanan katalizörlerin yapı ve fiziksel özellikleri BET yüzey alanı, XRD, EDS analizleri ile belirlenmiştir. Metanın kuru reform reaksiyonu dolgulu kolon reaktör sisteminde gerçekleştirilmiş, reaksiyon sonucu elde edilen ürün analizleri reaktör çıkışına doğrudan bağlı olan gaz kromatograf cihazı ile sağlanmıştır. Metan ve karbondioksit dönüşümü, hidrojen ve karbon monoksit seçiciliği ve verim değerlerinin belirlenmesiyle katalitik test sonuçlarının değerlendirilmesi yapılmıştır. Ni-MCM-41 katalizörlerinin yüzey alanları, Ru ve Ce ilavesi ile azalmıştır. X-ışını kırınım desenlerinde katalizörlerde nikelin metalik Ni olduğu görülmüştür. Ni/Si mol oranının artması ile reaksiyonda CH4 ve CO2 dönüşümleri artmıştır. Yapısında Ni/Si mol oranı 0,2 olan katalizörde Ru ilavesi ile CO2 dönüşümünün arttığı ve CH4 dönüşümünün azaldığı gözlenmiştir. Katalitik aktivite testlerinde katalizör yapısına seryum ilavesi ile CO2 dönüşümü azalmıştır. Katalizör yapısında seryum ve rutenyum metallerin beraber bulunması en yüksek H2 seçiciliğini vermiştir. Bu çalışma ile metanın kuru reformu ile H2 eldesi için aktif ve kararlı katalizörler geliştirilmiştir.