An experimental study on design and development of efficient catalysts for dry reforming of methane (CDRM)

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: AYSUN İPEK PAKSOY

Danışman: AHMET ERHAN AKSOYLU

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amacı, metanın karbon dioksitle katalitik reformlaması yöntemiyle sentez gazı üretimini sağlayacak, zirkonya destekli, kobalt bazlı, çift metalli bir katalizör tasarlamak ve geliştirmektir. Katalizörün oksijen depolama kapasitesini arttırmak amacıyla, Ce yardımcı olarak kullanılmıştır. Reaksiyon koşullarının oluşan karbon miktarı ve tipi üzerindeki etkisini anlamak amacıyla, farklı koşullar altında gerçekleştirilen reaksiyonlar esnasında katalizör üzerinde biriken karbon tipi araştırılmıştır. Aktivite, stabilite ve seçicilik testleri için parametreler olarak, sıcaklık, besleme gazlarının oranı ve besleme hızının katalizör miktarına oranı seçilmiştir; CH4 ve CO2 dönüşüm yüzdeleri aktivitenin, H2/CO ürün oranı ise seçiciliğin ölçütü olarak belirlenmiştir. % 5 Co-% 2 Ce/ZrO2 katalizörünün karakterizasyonu, reaktanların katalizördeki uygun bölgelere ulaşmasına imkan verecek şekilde tüm metal parçacıklarının homojen dağıldığını göstermiştir. Katalizör üzerinde biriken karbonun, incelenen her reaksiyon koşulu için ipliksi yapıda olduğu belirtilmiştir. Aynı zamanda, Ce/Co oranının yüksek olduğu bölgelerde düşük karbon birikimi gözlenerek Ce'nin katalizör aktivitesi üzerindeki etkisi açıkça ortaya konmuştur. Yapılan performans testlerine dayanarak, sıcaklık artışının hem CH4 ve CO2 dönüşüm yüzdelerini hem de H2/CO ürün oranını arttırdığı görülmüştür. 2/1'lik CH4/CO2 besleme oranı, CH4 dönüşümü için en düşük sonuçları verirken, CO2 dönüşümü ve H2/CO ürün oranı için en yüksek sonuçları göstermiştir. 1/1'lik besleme oranı ise CO2 dönüşüm yüzdesi ve H2/CO oranı için 2/1'lik oran ile benzer sonuçlar gösterirken, daha yüksek CH4 dönüşümü elde edilebilmiştir. Besleme hızının katalizör miktarına olan oranının arttırılmasının, stabilite profilini etkilemeden dönüşüm değerlerini ve H2/CO ürün oranını azalttığı gözlemlenmiştir. İncelenen tüm parametreler göz önüne alınarak, Co-Ce/ZrO2 sistemi için optimum reaksiyon koşulları, 1/1'lik CH4/CO2 oranı, yüksek sıcaklık ve düşük besleme hızı/katalizör miktarı oranı olarak belirlenmiştir.