Box-Behnken metodu kullanılarak NaBH4'ten Co/MMT katalizörü ile hidrojen üretim hızının optimizasyonu
Seda Hoşgün1, Emir Zafer Hoşgün21Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü2Eskişehir Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümü
Bu çalışmada, destek malzemesi olarak Montmorillonit (MMT) kullanılarak sütunlama yöntemiyle Co/MMT katalizörü, sodyum borhidrür (NaBH4) çözeltisinden hidroliz reaksiyonu ile hidrojen üretimi için sentezlenmiştir. Katalizör karakterizasyonu için N2 sorpsiyon, XRD, SEM-EDS ve FTIR spektroskopi teknikleri kullanılmıştır. Hidroliz reaksiyonu sonucunda elde edilen hidrojen miktarını optimize etmek amacıyla, NaBH4 konsantrasyonu (0.3-0.5 M), sodyum hidroksit (NaOH) konsantrasyonu (0.3-0.5 M), katalizör miktarı (20-50 mg) ve reaksiyon sıcaklığı (30-50°C) gibi parametrelerin etkisi Box-Behnken yöntemi uygulanmıştır. Box-Behnken analizinden elde edilen optimal koşullar 50 °C, 0.33M NaBH4, 39 mg katalizör, 0.46 M NaOH olup, maksimum reaksiyon (hidrojen üretim) hızı standart sıcaklık ve basınç koşullarında (298K, 1atm) (2328 mL dak-1 gcat -1 olarak bulunmuştur. Varyans analizine göre tüm parametrelerin hidrojen üretim hızı üzerinde önemli bir etkisi olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Hidrojen, Sodyum borohidrit, Montmorillonit, Box-BehnkenOptimization of hydrogen generation rate with Co/MMT catalyst from NaBH4 using box-behnken method
Seda Hoşgün1, Emir Zafer Hoşgün21Eskişehir Osmangazi University, Faculty Of Engineering And Architecture, Department Of Chemical Engineering2Eskişehir Technical University, Faculty Of Engineering, Department Of Chemical Engineering
In this study, a Co/MMT catalyst was synthesized by pillaring method using montmorillonite (MMT) as a support material for hydrogen production by hydrolysis reaction from sodium borohydride (NaBH4) solution. N2 sorption, XRD, SEM-EDS, and FTIR spectroscopy techniques were used for catalyst characterization. To optimize the amount of hydrogen obtained as a result of the hydrolysis reaction, the NaBH4 concentration (0.3-0.5 M), the sodium hydroxide (NaOH) concentration (0.3-0.5 M), the amount of catalyst (20-50 mg), and the reaction temperature (30-50°C) Effect of parameters such as Box-Behnken method applied. The optimal conditions obtained from the Box-Behnken analysis were 50 °C, 0.33 M NaBH4, 39 mg catalyst, 0.46 M NaOH, and the maximum reaction rate (hydrogen production) was 2328 mL min-1 gcat -1at standard temperature and pressure (298K,1atm). According to the analysis of variance, it was found that all parameters had a significant effect on the hydrogen production rate.
Keywords: Hydrogen, Sodium borohydride, Montmorillonite, Box-BehnkenMakale Dili: İngilizce