Modifiye edilmiş zeolit-Y varlığında selülozun katalitik dönüşümü - Uğur, Neslihan; Hoşgün, Halit Levent; Bursa Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı; Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Bursa, 2024)
Dünya enerji arzının büyük bir çoğunluğunu karşılamakta olan fosil rezervlerin gün geçtikçe tükenmesi, kullanımlarının küresel ısınmaya neden olması ve artan dünya nüfusuyla birlikte insanlık yakın bir gelecekte ihtiyaç duyduğu enerjiyi karşılayamama problemiyle karşılaşacaktır. Bu problemin çözümü ise fosil rezervlere alternatif olabilecek, çevre dostu enerji kaynaklarının kullanımından geçmektedir. Doğada en bol bulunan, yenilenebilir kaynaklar arasında umut verici bir yere sahip olan lignoselülozik biyokütlenin yapısındaki en büyük yüzdeye sahip olan selülozdan, çeşitli platform kimyasallarıının eldesi mümkündür. Bu tez çalışmasında, yeşil kimya ilkeleri çerçevesinde, değerli platform kimyasallarının selülozdan eldesi, Y zeolitinin post-sentez modifikasyonu ile çevre dostu su ortamında araştırılmıştır. Yüksek verimde selüloz eldesi için optimum reaksiyon koşullarının belirlenmesi ve Y zeolitinin kendine özgü özellikleri (yüksek yüzey alanı, şekil seçiciliği ve asitlik) korunurken önemli ölçüde mezogözenekliliğin kazandırılması amaçlanmıştır. Bireysel post-sentez işlemlerin Y zeolitine mezogözenek kazandırmada yetersiz kaldığı göz önünde bulundurularak bu çalışmada sıralı olarak yukarıdan aşağı post-sentez işlemler uygulandı. Bu amaçla Y zeoliti önce alkali çözelti ile desilikasyona (NaOH) ve ardından da alüminasyona (NaAlO₂) maruz bırakıldı. Selüloz dönüşümü; hidrotermal reaktörde, 220˚C sıcaklıkta, 6 saatlik reaksiyon süresince mikrokristal selülozun Y zeolitine oranı 1:1 (ağırlık/ağırlık) olacak şekilde su ortamında gerçekleştirildi. Numuneler ICP-OES, XRF, BET ve XRD yöntemleriyle karakterize edildi. Katalizör modifikasyonu için dört farklı sıcaklık ve üç farklı derişimde gerçekleştirilen çift tekrarlı 12 deneyin sonuçları, herhangi bir işlem görmemiş ham zeolit Y ile karşılaştırılmıştır. Post-sentez işlemler sonucu elde edilen numenelerin kimyasal bileşimleri HPLC ile yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, selüloz dönüşümünden ağırlıklı olarak " laktik asit, asetik asit ve formik asit" eldesi gözlenmiştir. Selüloz dönüşümü için optimum sıcaklık 70 °C, optimum derişim 1M olarak belirlenmiştir. Post-sentetik işlemler sonucunda, kristal yapının korunduğu, ancak desilikasyon adımında NaOH ile muamele sonucu mevcut gözeneklerin zarar gördüğü, bu nedenle de yüzey alanı azalırken, gözenek hacminin büyüdüğü sonucuna varılmıştır. Numunelerin % SiO2/Al2O3 oranları incelendiğinde genel anlamda ham zeolit Y'ye göre oranların düşmesi alüminasyon sonucu yapıya Al girdiğini göstermektedir.
Tez (Yüksek Lisans) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2024
Kaynakça : 53-57 sayfa
Keywords: Lignoselülozik biyokütle; Selüloz