Niyobyum karbid mxene kararlı rh (0) nanoparçacıklarının hazırlanması, karakterizasyonu ve hidrazin-boran'dan hidrojen üretiminde katalizör olarak kullanılması
Preparation and characterization of niobium carbide mxene-stabilized rh (0) nanoparticles and their use as catalysts in hydrogen production from hydrazine-boran
- Tez No: 985637
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET GÜLCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, hidrojeni katı halde depolayan ve yüksek kütlesel hidrojen yoğunluğuyla önemli bir B-N türevi olarak kabul edilen hidrazin-borandan (HB) hidroliz tepkimesi yoluyla hidrojen üreten yeni bir katalitik malzemenin hazırlanması ve karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, niyobyum karbid (Nb2CTx) MXene kararlı Rh (0) nanoparçacıkları (Rh@Nb2CTx) tepkime dışı sentezlenmiş ve elde edilen Rh@Nb2CTx katalizörünün, HB kompleksinden hidrojen üretimindeki ön katalitik etkinliği belirlenmiştir. Katalizörün sentezi sırasında, Rh (0) nanoparçacıkları, emdirme-indirgenme tekniği ile iki boyutlu Nb2CTx-MXene yapısına yüklenmiştir. Akordeon morfolojili Nb2CTx yapılarının, yüksek yüzey alanı, katmanlı yapıları ve iyi dağılım özellikleri nedeniyle Rh (0) nanoparçacıklarının kararlaştırılması için ideal bir matris olduğu görülmüştür. Sentezlenen Nb2CTx-MXene ve Rh@Nb2CTx örneklerinin karakterizasyonu için ICP-OES, FT-IR, SEM, SEM-EDX, SEM Elementel Haritalama, XPS, TEM, TEM-EDX, HR-TEM ve XRD teknikleri kullanılmıştır. Ön katalitik çalışmalarla etkin olduğu tespit edilen Nb2CTx kararlı Rh (0) nanoparçacıklarının, HB'ın katalitik hidroliz tepkimesindeki performansını değerlendirmek amacıyla tepkime koşullarının optimize edilmesi adına katalizör ve substrat derişimi ile farklı sıcaklık parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, Nb2CTx kararlı Rh (0) nanoparçacıklarının, HB'dan hidrojen üretiminde 60 kJ/mol aktivasyon enerjisiyle yüksek katalitik etkinlik gösterdiği (TOFbaşlangıç = 36.78 mol H2/mol katalizör×dakika, 298 K'de) tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçların, sürdürülebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi ve B-N eklentilerinden katalizör varlığında hidrojen üretimi alanlarına önemli katkılar sunacağı tahmin edilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis aimed to prepare and characterize a new catalytic material that produces hydrogen via the hydrolysis reaction of hydrazine-borane (HB), which is considered as an important B-N derivative with a high bulk hydrogen density and stores hydrogen in solid form. In this context, niobium carbide (Nb2CTx) MXene stabilized Rh (0) nanoparticles (Rh@Nb2CTx) were synthesized out of reaction and the precatalytic activity of the obtained Rh@Nb2CTx catalyst in hydrogen production from the HB complex was determined. During the synthesis of the catalyst, Rh(0) nanoparticles were loaded onto the two-dimensional Nb2CTx-MXene structure by the impregnation-reduction technique. Nb2CTx structures with accordion morphology were found to be an ideal matrix for stabilizing Rh (0) nanoparticles due to their high surface area, layered structure, and good dispersion properties. ICP-OES, FT-IR, SEM, SEM-EDX, SEM Elemental Mapping, XPS, TEM, TEM-EDX, HR-TEM and XRD techniques were used for the characterization of the synthesized Nb2CTx-MXene and Rh@Nb2CTx samples. In order to evaluate the performance of Nb2CTx stabilized Rh (0) nanoparticles, which were determined to be active by preliminary catalytic studies, in the catalytic hydrolysis reaction of HB, the effects of catalyst and substrate concentrations and different temperature parameters were investigated to optimize the reaction conditions. As a result of the study, it was determined that Nb2CTx stabilized Rh (0) nanoparticles showed high catalytic activity with an activation energy of 60 kJ/mol in hydrogen production from HB hydrolysis (TOFinitial = 36.78 mol H2/mol catalyst×min at 298 K). It is anticipated that the obtained results will make significant contributions to the development of sustainable energy sources and hydrogen production from B-N adducts in the presence of catalysts.
Benzer Tezler
- Niyobyum ve vanadyumlu bir boru hattı çeliğinde mikroyapı-mekanik özellik karekterizasyonu
Microstructure-mechanical property characterization of a line pipe steel containing niobium and vanadium
MEHMET ZEKİ MAHMUTOĞLU
Doktora
Türkçe
2003
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Niyobyum katkılı (U,Th)O2 peletlerinin üretim şartları ve seramik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of product conditions and ceramic characteristics of niobium doped (U,Th)O2 pellets
ECEM ALTINOK
- Niyobyum katodik-ark plazması kullanılarak titanyumun alaşımlanması ile niyobyum-titanyum yapılarının üretimi
Production of niobium-titanium structures by alloying of titanium with niobium using niobium cathodic-arc plasma
SEMİH OTMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- Niyobyum borür katkılı Al5Si hibrit tozların ve kompozitlerin mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleriyle geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Developing and characterization of niobium boride reinforced Al5Si hybride powders and composites with mechanical alloying and pressureless sintering methods
EZGİ BURCU ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Niyobyum (NB) ile güçlendirilmiş demir (FE) matrisli alaşımların toz metalurjisi yöntemiyle üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
An investigation on mechanical properties of nb added fe – matrix alloy produced by powder metallurgy method
DOĞAN ÖZDEMİRLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN GÜNDÜZ