An experimental analysis on catalytic dry reforming of methane (CDRM) performance of Ni/SBA-15 system

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MUSTAFA OLCAY TÜRKMEN

Danışman: AHMET ERHAN AKSOYLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın ana amacı, metanın katalitik kuru Reformlaması yöntemi ile yüksek verimli sentez gazı üretebilecek Ni bazlı ve SBA-15 destekli tek metalli bir katalizör tasarlamak ve geliştirmektir. Çalışmada öncelik karbon birikiminin önlenmesine verilmiştir. Bu içerikte, ilk olarak katalizör hazırlama ve ön muamelesinin (impregnasyon teknikleri, kalsinasyon ve indirgeme sıcaklığı) ve tepkime koşullarının (tepkime sıcaklığı) etkisi referans katalizörü olan 10% Ni/SBA-15 üzerinde incelendi. İkinci olarak, katalizör üzerinde bazı değişikliklerin (7.5 ve 15% olan metal yüklemeleri, SBA-15 üzerinde CTAB ve TMB eklenmesi, kurutma sıcaklığı) etkisi incelendi. Bu testler esnasınca, katalizörün aktivitesi ve seçiciliği CH4 ve CO2 dönüşümü ve H2/CO oranı cinsinden belirlendi. Performans testleri sonucunda, katalizörün etkinliğinin hazırlanma koşulları ile sıkıca bağlantılı olduğu bulundu. Nemli emdirme metodunun katalizör performansını arttırdığı, yüksek kalsinasyon ve indirgeme sıcaklığının olumlu bir etkisi olduğu gözlendi. Metal yüklemesinin 7.5 ve 15%'ye değiştirilmesinin hem aktivite hem de kararlılıkta ters bir eksini olduğu; ancak kurutma sıcaklığının düşürülmesinin bu performansı yükselttiği bulundu. CTAB ve TMB eklemesi SBA-15'in özelliklerini geliştirse bile, Ni/TMB_SBA-15 ve Ni/CTAB_SBA-15 katalizörleri düşük reaktan dönüşümü, yüksek kararlılık gösterdi. Seçilen bazı katalizör örnekleri üzerinde uygulanan karakterizasyon teknikleri katalizör üzerinde karbon oluşumu olduğunu gösterdi. Ayrıca, karbon birikiminin katalizör hazırlama yöntemleri ile azaltılabileceği bulundu. Yapılan performans testleri ve incelenen katalizör örnekleri sonucunda, en iyi sonuç veren katalizörün, IWI yöntemi kullanılarak impregne edilmiş olan ve 750 °C'de 6 saat süresince dakikada 2 °C sıcaklık artışı ile kalsine edilmiş olan 10% Ni/SBA-15 katalizörü olduğu belirlendi. Bu düşünce, katalizör ile yapılan 72 saatlik kararlılık testi ile desteklendi.