Vermikülit cevherinden katalizör hazırlanması ve sodyum borhidrür hidrolizi için kullanımı

Abstract

Bu çalışmada Sivas ili Yıldızeli ilçesinden çıkarılan vermikülit cevherinden hazırlanan Co2+ katkılı katalizörün [(Co-Ver)kat] sodyum borhidrür (NaBH4)'den hidrojen üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Hazırlanan (Co-Ver)kat katalizörünün karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometresi (FT-IR), X-Işını Kırınım Spektrometresi (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) Yüzey Alanı Ölçümü ve X-Işını Floresans Spektrometresi (XRF) analizleri ile yapılmıştır. En yüksek katalitik aktivite, 1M HCl ile aktifleştirme işlemi sonrasında %30 Co2+ katkısı içeren katalizörün 0,15 g kullanıldığı ve %7 NaOH, %2,5 NaBH4, 30℃ işlem sıcaklığında elde edilmiştir. Bu şartlar için hidrojen üretim hızı 4405,79 ml gCo-1 dk-1 olarak hesaplanmıştır. NaBH4 hidroliz reaksiyonunun aktivasyon enerjisi 44,6 kJ mol-1 ve reaksiyon hız sabiti (k) 0,18 olarak bulunmuştur. Hazırlanan (Co-Ver)kat katalizörünün yüksek tekrar kullanılabilir yapıda olduğu tespit edilmiştir.

In this study, the usability of a Co2+ doped catalyst [(Co-Ver) cat] prepared from vermiculite ore extracted from the Yıldızeli town of Sivas province was investigated for hydrogen generation via sodium borohydride (NaBH4) hydrolysis. The prepared (Co-Ver)cat catalyst was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Brunauer–Emmett–Teller (BET), and X-ray Fluorescence (XRF) analyses. After activation, the highest catalytic activity was obtained with 1M HCl, using 0.15 g of 30% Co2+ doped catalyst and 7% NaOH, 2.5% NaBH4 at a process temperature of 30°C. Under these conditions, the hydrogen generation rate was calculated as 4405.79 ml gCo-1 min-1. For the NaBH4 hydrolysis reaction, the activation energy was found to be 44.6 kJ mol-1, while the reaction rate constant (k) was 0.18. It has been determined that the prepared (Co-Ver)cat catalyst has a highly reusable structure.