Theoretical investigation of CO2 adsorption mechanism over (3-aminopropyl) trimethoxysilane- functionalized mesoporous silica sorbents
(3-aminopropil) trimetoksisilan ile modifiye edilmiş mezoporlu silika adsorbanları üzerinde CO2 tutunma mekanizmasının hesaplamalı olarak incelenmesi
- Tez No: 623744
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUĞBA DAVRAN CANDAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karbon dioksitin aminle modifiye edilmiş mezoporlu silika yapıları üzerindeki tutunma mekanizmalarının açıklığa kavuşturulması, yüksek performanslı katı adsorbanların geliştirilmesinde oldukça önemlidir. Bu çalışma, karbon dioksitin (3-aminopropil) trimetoksisilan (APTMS) ile modifiye edilmiş mezoporlu silika adsorbanları üzerindeki tutunma mekanizmalarının DFT modellemesi metoduyla araştırılmasını amaçlamaktadır. Çalışmada yüzeyde bulunan silanol yapılarının reaksiyon mekanizmasındaki rolünü aydınlatmak için farklı boyutlara ve yüzey amin yoğunluklarına sahip iki ayrı model kullanılmıştır. Hesaplamalarımız, karbon dioksitin daha çok amonyum karbamat ve karbamik asit olarak tutulduğunu, bunlardan karbamik asidin karbamata göre daha kararlı olduğunu ve karbamik asidin genellikle amonyum karbamat yapılarının protonasyonu yoluyla oluştuğunu ortaya koymuştur. Oluşan karbamik asit yapıları bünyelerinde barındırdıkları hidrojen bağları itibarıyla üç farklı gruba ayrılmıştır. Her ne kadar yüzeyde bulunan silanol yapılarını reaksiyon mekanizmasında aktif rol alabilecekleri gözlense de, bu mekanizmalar termodinamik ve kinetik açıdan incelendiğinde silanol yapılarının muhtemel görevinin tutunmada aktif rol oynamak yerine oluşan ara ve ana ürünleri stabilize etmek olduğu sonucına varıldı.
Özet (Çeviri)
Clarification of the interaction mechanism of CO2 with the amine functionalized mesoporous silica sorbents is quite significant in the development of high-performance solid sorbents. This study aims to investigate the mechanism of CO2 capture by (3aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS)-modified mesoporous silica by using DFT modeling. Two distinct models with differing size and surface amine density were employed for the study in order to elucidate the role of surface silanols on the reaction mechanism. Ammonium carbamate and carbamic acid were the two main adsorption products, carbamic acid being usually more stable and most likely being produced through the protonation of carbamate. Three types of carbamic acid were identified, each differing from one another in respect to the hydrogen bonding interactions involved in the structures. Direct participation of the surface silanols in the protonation/deprotonation steps of the mechanism was possible. However, our thermodynamic and kinetic considerations suggested that the role of surface silanols was more likely to stabilize the reaction species rather than being involved in the reaction mechanism directly.
Benzer Tezler
- Preparation of Pt/Al2O3 and PtPd/Al2O3 diesel oxidation catalysts by supercritical deposition
Pt/Al2O3 ve PtPd/Al2O3 dizel oksidasyon katalizörlerinin superkritik depozisyon yöntemi ile hazırlanması
HANDE GÜNEŞ AKINCITÜRK
Doktora
İngilizce
2021
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ERKEY
- Experimental and computational study of selective CO oxidation over Au/Al2O3 catalyst
Au/Al2O3 katalizörü üzerinde seçimli CO oksidasyonunun deneysel ve hesaplamalı olarak incelenmesi
TUĞBA DAVRAN CANDAN
Doktora
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN YILDIRIM
- Investigation of effect of novel technologies' implementation to future internal combustion engines
Yeni teknolojilerin geleceğin içten yanmalı motorlarına uyarlanmasının etkilerinin incelenmesi
ANIL ALAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Kömürlerin kendiliğnden yanmasının teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigations of spontonequs combustion of coals
FEHMİ AKGÜN
- Monolit kanallı katalizörlerde doğalgazdan hidrojen eldesinin ve doğalgaz - hidrojen karışımlarının yakılmasının deneysel ve teorik analizi
Experimental and theoretical analysis of hydrogen production from natural gas and combustion of natural gas - hydrogen mixtures on monolith catalysts
ASLI SAYAR
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDİL ESKİN