Öz: Giriþ: Destek maddesi üzerine iyi daðýlým saðlayan altýn katalizörlerin kimya endüstrisinde kullanýlan pek çok tepkimede büyük bir öneme sahip olduðu bilinmektedir. Altýnýn söz konusu tepkimelerde etkin olabilmesi ayný zamanda kullanýlan destek malzemesine ve seçilen katalizör hazýrlama yöntemine göre deðiþiklikler göstermektedir[1]. Yüksek performanslý altýn katalizör hazýrlama konusunda kullanýlan destek maddesinin çok büyük önemi vardýr. Destekli altýn katalizörler pek çok oksidasyon tepkimesi için aktif olduðu literatürde göze çarpmaktadýr [2]. Ayný zamanda tepkimelerde kullanýlacak olan katalizörlerin yüksek aktivite, seçimlilik, ýsýl kararlýlýk ve uzun ömür göstermesi için yeni bir katalizör hazýrlanmasý ve geliþtirilmesi gerekliliði söz konusudur. Destekli metal temelli katalizörlerin hazýrlanmasýnda pek çok yöntem mevcuttur. En çok kullanýlan ve tercih edilen katalizör hazýrlama yöntemleri emdirme ve çöktürme yöntemleridir. Bir katalizör hazýrlanmasýnda emdirme yönteminin kullanýlmasý en basit yöntemlerden birisi olmasýna karþýn yüksek metal içeriði istendiði durumlarda daha küçük metal kristallerinin oluþumunu saðladýðý için çöktürme yöntemi ya da birlikte çöktürme yöntemlerinin kullanýlmasý tercih edilir. Destekli altýn temelli katalizörlerin etkinliði hazýrlama yönteminin yaný sýra ayný zamanda seçilen destek maddesine de büyük oranda baðlýdýr [3]. Gliserin, bitkisel yaðlarýn transesterifikasyonu yoluyla biyodizel üretiminin oldukça fazla miktarlarda oluþan bir yan ürünüdür ve sentezlenmiþ biyodizel miktarýnýn aðýrlýkça % 10'u oranýnda üretilir. Son yýllarda gliserini laktik aside dönüþtürmek çevreci bir yaklaþým olarak görülmektedir.. Literatürde, bu spesifik reaksiyonun etkinliðini arttýrmak için çeþitli çalýþmalarýn olduðu görülmüþtür. Bu çalýþmalar (i) homojen, (ii) Cu bazlý heterojen ve (iii) kýymetli metal bazlý katalizörler kullanýlarak yapýlan reaksiyonlar mevcuttur [4]. Homojen ve Cu bazlý heterojen katalizörler kullanýlarak yapýlan deneyler, yeþil kimyanýn 12 prensibine uygun olmayan yüksek sýcaklýk ve basýnca ihtiyaç duyar. Bu nedenle, bu çalýþmada, en yaygýn deðerli metallerden biri olan altýn temelliý katý katalizörlerin hazýrlanmasý temel alýnmýþtýr. Literatürde seryum ve aktif karbonun çalýþýldýðý da görülmektedir. Reaksiyon kinetikleri incelendiðinde, aktif hidrotalsit kullanýmýnýn laktik asit üretimini arttýrmasý beklenmektedir. Amaç: Farklý Mg/Al oranlarýnda hazýrlanan hidrotalsit destek maddelerinin üzerine aðýrlýkça % 1 altýn etkin maddesinin baþarýlý bir þekilde emdirilmesi amaçlanmaktadýr. Kapsam: Gliserinin oksidasyonu ile laktik asit üretim tepkimesinde etkin aktif olabileceði öngörülen aðýrlýkça % 1 altýn içeren hidrotalsit destekli katalizörler hazýrlanmýþ ve hazýrlanan katalizörlerin karakterizasyonlarý XRD yöntemi kullanýlarak yapýlmýþtýr. Karakterizasyon ile özelliklerinin belirlenmesinin ardýndan söz konusu katalizörler gliserin oksidasyonu ile laktik asit üretiminde etkinlikleri incelenecektir. Sýnýrlýklar: Altýn temelli farklý bazik destek maddelerinin de aktif olabileceði öngörülmesine raðmen laboratuarýmýzda daha önceden hazýrladýðýmýz ve halihazýrda elimizde olan hidrotalsit destek temeli üzerine odaklanmýþtýr. Yöntem: Aðýrlýkça % 1 altýn içeren Au/hidrotalsit katalizörleri emdirme yöntemi kullanýlarak metal tuzu çözeltilerinin hidrotalsit üzerine emdirilmesi ile hazýrlanmýþtýr. Hazýrlanan katalizörler 24 saat boyunca 373 K sýcaklýkta kurutulmuþ ve 923 K sýcaklýkta 5 saat boyunca kalsine edilmiþtir. Destek maddesi içeriðindeki Mg/Al oraný incelenen parametrelerdir. Hazýrlanan tüm katalizörler oda sýcaklýðýnda 48 saat boyunca gliserin içerisinde indirgenmiþlerdir. Bulgular: Mevcut araþtýrmada farklý Mg/Al oranýna sahip olan farklý hidrotalsit temelli destek maddelerinin kullanýlmasý ile hazýrlanan aðýrlýkça % 1’lik altýn katalizörlerinin karakterizasyon sonuçlarýna yer verilmektedir. Sonuç: Bu çalýþmada Mg-Al hidrotalsit destek maddeleri üzerine altýn metalinin emdirilmesi yöntemi ile farklý katalizörler hazýrlanmýþ ve karakterizasyonlarý yapýlmýþtýr. XRD katalizör karakterizasyon yöntemi kullanýlmasý ile elde edilen sonuçlarýn ardýndan kristalin fazlarýn atomik dizilimleri hakkýnda bilgi sahibi olunmuþtur. 5 farklý destek üzerine altýn emdirilmesi ile hazýrlanan katalizör örnekleri gliserinin oksidasyonu ile laktik asit üretimi gerçekleþtirmek üzere kullanýlacaktýr.
Anahtar Kelimeler: Altýn temelli katalizörler, Karakterizasyon, Katalizör hazýrlama
|
