Methane to methanol partial oxidation using Cu-ferrierite
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ABDULLAH AZAD YILMAZ
Danışman: Bahar Ipek Torun
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Metan, doğada bol miktarda bulunan ancak taşınması veya diğer kimyasallara dönüştürülmesi kolay olmayan bir kimyasaldır. Bunun temel nedeni, metanın kararlı bir molekül olması ve dönüşümünde tam oksidasyon nedeniyle istenen ürünün seçiciliğinin düşük olması ve dönüşümü için yüksek enerji gerektirmesidir. Bu çalışmada bakır içeren zeolitlerde N2O kullanılarak sürekli katalitik yöntemle metanın metanole kısmi oksidasyonu incelenmiştir. Bu kapsamda, başta FER olmak üzere AEI ve CHA çerçeve yapısına sahip zeolitler farklı bakır miktarlarında optimize edilmiş ve oldukça düşük bakır miktarının (Cu/Al=0.02) en yüksek metanol oluşumunu sağladığı tespit edilmiştir. Reaksiyonun reaksiyona giren gazlar yerine helyum ile ısıtma yöntemi metanol üretimi artışı ve örneklerin tekrar kullanılabilirliği için tercih edilmiştir. Aynı koşullar altında (100 sccm toplam akış, %40 CH4, %15 N2O, %3 H2O, %42 He ve 325 ℃) yapılan aktivite testi sonuçlarında mikro gözenekli zeolitler arasında en kararlı ve en yüksek metanol üretimi (1249 μmol g-1h-1) FER zeolitinde tespit edilmiştir. Nano-FER, seçiciliği geliştirmek ve metanol üretimini artırmak için sentezlenmiş ve aktivite testinde Mikro-FER'e kıyasla daha aktif olmuştur (1594 μmol g-1h-1 325 ℃'de). H2O etkisi incelenmiş ve optimum koşul olarak %9 H2O seçilmiş ve aktivite açısından en iyi sonuç 2174 μmol g-1h-1 metanol oluşum hızı ve %79 seçicilik ile Nano-Cu-FER_1 olmuştur. Aktivasyon enerjisi hesaplaması ve UV–Vis analizi ile beraber incelenerek, mono-bakırların aktif site oluşturduğu tespit edilmiştir.