Lignoselülozik biyokütleden değerli kimyasal eldesindekullanılabilecek katalizörlerin geliştirilmesi - Türe, Ayşe Gül; Hoşgün, Halit Levent; Bursa Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı; Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Bursa, 2023)
Lignoselülozik biyokütle, sanayileşme ve nüfus artış hızına paralel olarak artan enerji ve kimyasal hammadde ihtiyacının karşılandığı fosil kaynaklara alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Bitkisel ve tarım atıklarını, hayvansal atıkları ve kentsel atıkları da bünyesinde bulunduran lignoselülozik biyokütle fosil kaynakların aksine sürdülebilir ve yenilebilir kaynaklar arasında önemli yere sahiptir. Lignoselülozik biyokütleden enerji, yakıt ve değerli kimyasalların elde edilmesinde geleneksel olarak kullanılan yöntemler enerji yoğun olan pahalı yöntemlerdir. Bu yöntemlerin yerine oda sıcaklığı ve atmosferik basınç altında gerçekleşen fotokatalitik tepkimelerin kullanılması ekonomik açıdan da sürdürülebilirliliği sağlayacaktır. Bu çalışmada, lignoselülozik biyokütleden fotokatalitik tepkimeyle 5 ve 6 karbonlu şekerler ve bu şekerlerden değerli kimyasal eldesini sağlayacak katalizörlerin sentezi ve tepkime koşullarının belirlenmesi incelenmiştir. Temelde hidrotermal yöntemi esas alarak 4 farlı reçetede ve farklı ağırlık oranların ZnO/TiO2 ikili metal oksit katalizörler sentezlenmiştir. Sentezlenen katalizörler XRD, SEM, FTIR, DRS, fiziksel ve kimyasal sorpsiyon yöntemleri ile karakterize edilmiştir. İkili metal oksit katalizörlerin sentez yöntemleri ve karışım oranlarının fotokatalitik aktivite üzerindeki etkileri incelenerek biyokütle dönüşüm oranı ve ürün verimi açısından en uygun fotokatalizör tespit edilmiştir. Biyokütle kaynağı olarak ham ve seyreltik NaOH ile muamele edilmiş fındık kabuğu ve kahve kabuğu kullanılmıştır. Biyokütlenin fotokatalik bozunması özel olarak tasarlanmış kesikli fotoreaktörde gerçekleştirilmiştir. Fotokatalik bozunma sonucunda elde edillen ürünlerin kimyasal analizi HPLC ile yapılmıştır. Fotoreaktörde gerçekleştirilen fotokatalitik denemelerde biyokütle miktarı, zaman, pH ve H2O2 miktarı parametrelerinin biyokütle dönüşümü ve ürün verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen veriler ışığında ZnO/TiO2 ikili metal oksitlerin sahip olduğu sinerjik etkinin biyokütleden değerli kimyasal eldesindeki önemli role sahip olduğu görülmüştür. 7525ZT-III katalizörünün ürün verimi ve biyokütle dönüşüm konusunda en etkili katalizör olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Biyokütle çeşitleri değerlendirildiğinde NaOH ile yapılan ön işlemin kahve kabuğunun üzerinde daha etkili olduğu görülmüştür. Ön işlem sonucunda yapıdaki lignin bariyerinin aşılarak selüloz ve hemiselüloz yapısının serbest kaldığı ve biyokütle yüzey alanının arttığı sonucuna varılmıştır. Parametrik çalışmalar sonucunda da parametrelerin ürün seçiciliği bakımından önem sırası H2O2 miktarı>biyokütle miktarı>zaman>pH olarak bulunmuştur.
Tez (Doktora) -Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü,2023
Kaynakça : 104-111sayfa.
Keywords: Lignoselülozik biyokütle; Fotokatalitik reaksiyon