Parametric investigation of Ru-based catalysts for CO2 reforming of glycerol

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MERT ÖZDEN

Danışman: AHMET KERİM AVCI

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Gliserol, transesterifikasyon reaksiyonu ile üretilen biyodizelin yan ürünüdür. Dünyada artan biyodizel üretiminden dolayı, gliserolün değerli ürünlere reformlanması dikkat çekmektedir. Gliserolün en önemli sera gazlarından birisi olan CO2 ile reformlanması (kuru reformlama) iki önemli atığın uzakaştırılması dolayısıyla ümit vaadetmektedir. Ancak, literatür gliserolün kıymetli metal bazlı katalizörler ile kuru reformlanması konusunda çok sınırlıdır. Bu çalışmanın hedefi, gliserolün aktif ve stabil Ru bazlı katalizörlerle kuru reformlanmasını incelemektir. Yapısı bu reaksiyonu katalizlemeye müsait olduğu için ve kıymetli metaller arasında ucuz olduğundan dolayı Ru aktif metal olarak seçilmiştir. Reaksiyon sıcaklığı, CO2 ve gliserolün molar giriş oranları ve alıkonma süresi gibi reaksiyon parametrelerinin aktivite ve ürün dağılımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk kısmında tekil oksit destekli katalizörler denenirken, bu katalizörler arasında Ru/La2O3 (RuLa) ve Ru/ZrO2 (RuZr) umut verici aktiviteler göstermiştir. Fakat bu katalizörler, 72 saatlik dayanım deneyinin sonunda sırasıyla %20 ve %30'a yakın aktivite kaybı göstermişlerdir. Literatürde ikili oksit desteklerin aktivite ve dayanıma olan katkıları bilinmektedir. Bu sebepten ötürü ikili oksit destekli Ru katalizörler sentezlenmiş ve karşılaştırma deneylerinde incelenmiştir. Bu deneyler sonucunda Ru/La2O3-ZrO2 (RuLZ) katalizörü üstün aktivite ve istenen ürün seçilimi göstermiştir. RuLZ belirlenen en uygun çalışma koşulları 750 °C, CO2/gliserol oranı 3, ve 0.5 mg dk NmL^(-1) alıkonma süresinde, %32.1 CO2 dönüşümü, %73 gliserol dönüşümü ve sırasıyla termodinamik limitin %92'si ve %96'sı kadar H2 ve CO seçimliliği göstermiştir. Üretilen sentez gazının H2/CO oranı 0.7 dir. RuLZ sadece %13'lük bir aktivite kaybına uğrayıp üstün dayanım göstermiştir.