Süperkritik Su Atmosferinde Gerçekleşen Tepkimelerde Heterojen Katalizörlerin Fiziksel Ve Kimyasal Kararlılığının Belirlenmesi

Bu çalışmada tepkimelerde yaygın olarak kullanılan aktif metal ya da aktif metal taşıyıcı olarak kullanılan ZrO2, CeO2, MoO3, MnxOy (MnO,Mn2O3, MnO2, MnO3), ZnO ve TiO2 katalizörlerinin kimyasal ve yapısal değişimleri, mekanik, kimyasal ve termal kararlılıkları, aktivite ve seçicilikleri formaldehitin ve glikozun süperkritik su gazlaştırılması(SCWG)?nda test edilmiştir. Ticari yöntemle hazırlanmış katalizörlere ek olarak, sol-jel (SJ) ve alev sprey piroliz (FSP) yöntemleri ile sentezlenmiş metal oksitlerin (ZrO2, CeO2, MoO3, MnxOy, ZnO and TiO2) yapılarındaki fizikokimyasal ve kimyasal değişimler SCW atmosferinde ve organik bileşiklerin varlığında deneysel olarak belirlenmiştir. SJ ile hazırlanmış TiO2 örnekleri 350- 900 oC aralığında kalsine edilmiştir. 600 oC?in altında kalsinasyon sıcaklığında anataz fazı ve 800 oC ve 900 oC?de kalsine edilmiş TiO2 örneklerinde ise rutil fazı XRD analizleri ile belirlenmiştir. SCW?de formaldehitin gazlaştırılmasında kullanılmış tüm TiO2 örnekleri aglomerasyona uğramış ve yüzey alanları önemli miktarda azalmıştır. Ayrıca, TiO2 örneklerinin yüzey yükü, oksijen adsorpsiyonu ve indirgenme özelliği önemli ölçüde azalmıştır. Formaldehitin gazlaştırmasında en yüksek hidrojen oluşumu 350 oC?de kalsine edilmiş TiO2 örneğinin varlığında bulunmuştur. SJ ve FSP yöntemi ile MnxOy katalizörleri sentezlenmiş, seçilen yönteme bağlı olarak farklı faz bileşimlerine sahip MnxOy üretilmiştir. SJ ile FSP?den daha büyük parçacık boyutuna sahip MnxOy üretilmiş olup, büyük partikül boyutu SCW?de daha yüksek mekanik stabilite göstermiştir. Benzer bulgular ZrO2?in partikül boyutu için de bulunmuştur. Hem SJ hem de FSP ile sentezlenmiş ZrO2?in monoklinik fazı formaldehitin gazlaştırılmasında hem stabil hem de yüksek hidrojen verimine sahiptir. SJ ve FSP ile sentezlenmiş CeO2 örnekleri kübik CeO2 fazına sahip olup, SCW?de gazlaştırma ile sinterleşmeye ve aglomerasyona uğramıştır. SJ ile sentezlenmiş MoO3, ortorombik yapıya sahiptir. MoO3 formaldehitin gazlaştırılmasında test edildiğinde, MoO3 örneği MoO2?e dönüşmüştür. SCW atmosferinde MoO3 yapısını koruyamamış ve önemli miktarda aglomerasyona uğramıştır. SJ ile hazırlanmış ZnO hekzagonal yapıya sahip olup, 900 oC?de kalsinasyonla sağlanan yüksek parçacık boyutu SCW?a karşı onun stabilitesini artırmıştır. SCW?da glikozun gazlaştırılmasından sağlanan en yüksek hidrojen üretimi SJ ile üretilmiş ZnO ve MnxOy katalizörlerinin varlığında sağlanmıştır.