II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

NaBH4 + 6H2O → 4H2 + NaBO2.4H2O (veya NaB(OH)4.2H2O) ↓,
H˚ = -272.4 kJ mol −1 NaBH4
NaBH4 + 4H2O → 4H2 + NaBO2.2H2O (veya NaB(OH)4) ↓,
ΔH◦ = −250.1 kJ mol −1 NaBH4
3.2.3. Katalizör Hazırlanışı ve Hidroliz Tepkimesine Tesiri
3d geçiş elementleri uygun fiyatları ve farklı değerlikleri nedeni ile katalizör üretiminde
sıklıkla kullanılırlar. Bu elementler kullanımları öncesinde NaBH4 ile metal
borürlere (özellikle, Co-B ve Ni-B) indirgenirler. Kompozit katalizör üretimi gerektiğinde
ek malzemeler ve yüzey aktif maddelerden faydalanılır. Filtrasyon, süzme
ve kurutma işlemleri ile üretim tamamlanır. Son aşamada katalizörün etanol ile
yıkanması kurumayı kolaylaştırır ve yüksek sıcaklıklarda karşılaşılan oksitlenme,
sinterleşme gibi etkileri azaltır. Katalizörün indirgenmesi hidroliz esnasında da
sağlanabilir. Bu durumda ilk hidrolizlerin yavaş olması kaçınılmazdır. Katalizörün
inert ortamda saklanması ve taze olarak kullanımı daha verimli sonuçlar alınmasını
sağlar.
Katalizörlerin verimleri üzerinde yüzey alanın etkisi oldukça fazladır. Uygun gözenek
çapı, yüzey alanı ve katalizör yapılanması (core-shell, alloy vb) üretim yöntemleri
ile yakından alakalıdır. Patel ve arkadaşları (2009) hızlı indirgeme ile parçacıkların
oluşumu için yeterli süre tanınmamasının 30-40 nm boyutunda Co-P-B
katalizörlerin elde edilmesini sağladığını rapor etmişlerdir. Bu katalizörler ile yaklaşık
4000 ml min -1 g -1 , hızda hidrojen üretimi başarılmıştır [28]. Chen ve arkadaşları
(2009) kütlece 10 -2 % NaBH4 konsantrasyonunun polimer destekli Ru katalizörü
üretimi için en iyi koşul olduğunu ve 1.5-2.0 ml/min titrasyon hızında uniform ve
kusursuz Ru nanopartiküllerinin oluştuğunu bildirmişlerdir [33]. Aktif karbon, γ-
Al2O3 ve silika alkali çözelti içinde şekillerini koruyabilen desteklerdir. 3d geçiş
elementlerinin tuzlarının birlikte kullanımıyla sentezlenen katalizörlerin üstün özelliklere
sahip olmasını sağlamaktadır. PtRu-LiCoO2 katalizörünün etkinliği Ru-
LiCoO2 veya Pt-LiCoO2 katalizörünün iki katıdır [29]. Zhang ve ark. Ru/karbon
katalizörünün kinetiği üzerine çalışmışlardır. Düşük sıcaklıklarda sıfırıncı, yüksek
sıcaklıklarda birinci derecede yürüyen tepkime bir dizi adsorpsiyon-desorpsiyon
süreci içerdiği için Langmuir-Hinshelwood modeli ile açıklanmıştır [30]. Tepkime
sıcaklığı ve NaBH4 konsantrasyonu tepkime kinetiğini etkileyebilmektedir. Bu sebeple
tepkime hızının tespitine yönelik çalışmalar sıcaklığa ve konsantrasyona göre
farklılık gösterenler olarak iki grupta toplanabilir. Sentezlenen Co-P-B katalizörü
NaBH4 konsantrasyonu 0.075 to 0.25 M aralığında iken sıfırıncı, konsantrasyon
0.05 M’dan az iken birinci derece kinetiğe uymaktadır [28].
95
(11)
(12)