Glikozun Hidrojenasyon Reaksiyonlarının İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Munzer Alsayed Ali
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Solmaz Akmaz
Özet:
Sorbitol, ABD Enerji Bakanlığı'nın Biyokütle
Programı sınıflandırmasına göre en önemli 12 hedef kimyasaldan biridir. Bu çok
yönlü madde, pek çok üretim yöntemi içerisinde öne çıkan ve özellikleri ile
avantajları türlerine göre değişen kimyasal katalizörlerin varlığında
gerçekleştirilen katalitik hidrojenasyon yöntemiyle elde edilmektedir.
Bu çalışmada, glikozdan sorbitol üretim
sürecini incelemek amacıyla sol-jel yöntemine göre hazırlanan nikel ve bakır
katalizörleri kullanılmıştır. Destekleyici malzemeler olarak ZrO2
ve SiO2 tercih edilmiştir. Özellikle nikel ve bakır oranları gibi
katalizör bileşimi, hidrojenasyon reaksiyonlarının sonuçlarını belirlemede
kilit bir rol oynamıştır. Çalışma, çeşitli reaksiyon koşullarında (farklı sıcaklık,
basınç zaman ve katalizör miktarında) gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık değerleri
125 ile 200 oC arasında değişirken, basınç 2,5 ile 4 MPa arasında alınmıştır.
Zaman değişkenleri ise yarım saat ile altı saat arasında yapılmıştır.
İstenmeyen yan ürünleri azaltmak, sorbitol verimliliğini ve seçiciliğini
artırmak için ideal Ni-Cu oranının yanı sıra uygun reaksiyon koşullarını
belirlemek amacıyla bir dizi deney gerçekleştirilmiştir. Reaksiyon ürünlerini belirlemek
için Yüksek Basınçlı Sıvı Kromotografi cihazı kullanılmıştır. En etkili
katalizör olarak belirlenen 15Ni15Cu/SiO2 katalizörünü karakterize
etmek amacıyla BET yüzey analizi, X Işını Kırınımı (XRD), X Işını Fotoelektron
Spektroskopisi (XPS), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ve Taramalı elektron
mikroskobu (SEM) analizleri yapılmıştır.
Sorbitol verimliliği %0 ila %100 arasında
değişkenlik göstermiştir. 15Ni15Cu/SiO2 katalizörü kullanılarak
%100 sorbitol elde edilmiş; bu durumda reaksiyon koşulları; sıcaklık için
175°C, süre için 5 saat, 0,3 g katalizör miktarı ve 3,5MPa H2
basıncı olarak belirlenmiştir. Ayrıca, çalışmamızda ideal katalizörün
(15Ni15Cu/SiO2) tekrar kullanılabilirliği için yapılan deneyler de
son derece tatmin edici sonuçlar ortaya koymuştur.