Hekzagonal bor nitrür destekli katalizörler varlığında dimetil eter üretimi

Authors : Birce Pekmezci
Pages : 120-128
Doi:10.30728/boron.1483085
View : 119 | Download : 159
Publication Date : 2024-09-30
Article Type : Research Paper
Abstract :Hekzagonal bor nitrür (hBN), yüksek ısıl iletkenliği, elektriksel yalıtkanlığı, kimyasal ve mekanik dayanıklılığı gibi özellikleriyle son zamanlarda dikkat çeken bir malzemedir. Ayrıca, mezogözenekli yapısı sayesinde alternatif yakıt üretimi reaksiyonlarında destek malzemesi olarak kullanıma da uygundur. Çalışmanın amacı, hBN’nin alternatif yakıt üretimi reaksiyonunda katalizör destek malzemesi olarak kullanımının araştırılması ve metanolün (MeOH) dehidrasyonu ile dimetil eter (DME) üretimi çalışmalarında katalitik aktivite testlerinin gerçekleştirilmesidir. Bu amaçla, hBN yapısına farklı oranlarda (kütlece %1, 4 ve 8) silikotungstik asit (STA) emdirme yöntemiyle yüklenmiş ve malzemenin yüzey asitliği artırılmıştır. Sentezlenen katalizörler X-ışını difraktometresi (XRD), N2 adsorpsiyon/desorpsiyon (BET), endüktif olarak eşleştirilmiş plazma-optik emisyon spektrometrisi (ICP-OES), taramalı elektron mikroskobu-enerji dispersiv spektrum (SEMEDS) ve piridin-adsorplanmış numunelerin difüz yansıma kızılötesi Fourier dönüşüm spektroskopisi (DRIFTS) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Katalizörlerin aktivite testleri ise farklı reaksiyon sıcaklıklarında (200-300 °C) ve farklı kütlece saatlik boşluk hızlarında (WHSV, 0,25-0,5 ve 1,0 saat−1) gerçekleştirilmiştir. Böylece reaksiyon sıcaklığının ve akış hızının DME seçiciliğine ve MeOH dönüşümüne etkisi incelenmiştir. Çalışma sonucunda 8STA@hBN katalizörü ile 275°C’de %100 DME seçiciliği elde edilmiştir. Katalizörlerin yapısındaki STA miktarının artmasıyla Bronsted asit siteleri arttığından hBN destekli katalizörler metanolün dehidrasyon reaksiyonunda yüksek aktivite göstermiştir. Ayrıca yüksek reaksiyon sıcaklığı da MeOH dönüşümü ile DME seçiciliğini olumlu etkilemiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, STA içerikli hBN katalizörlerinin, alternatif yakıt kaynağı olan dimetil eterin üretimi için uygun bir seçenek olabileceğini göstermiştir.
Keywords : Alternatif yakıt, Dimetil eter, Hekzagonal bor nitrür, Metanol

ORIGINAL ARTICLE URL