Kimyasal Hidrürlerden H 2 Üretimi İçin Metal Nanopartiküllere Alternatif Polimerik İyonik Sıvı Kolloidal Katalizörler

Bu projede, hidrojen gazı (H2) üretiminde metal ve metal kompozit katalizörlere alternatif olarak polimer iyonik sıvı kolloid (PILC) nanonanopartiküller ve mikrojeller katalizör olarak kullanılmıştır. PILC katalizörler, poli(2-vinilpridin) (p(2-VP)), poli(4-vinilpridin) (p(4-VP)) nanopartiküllerinin kuarternize edilerek sırasıyla p(2-VP)++Cn (n= 2, 4 veya 6) nanopartikülleri ve p(4-VP)++Cn (n= 2, 4 veya 6) nanopartikülleri hazırlanmıştır. Ayrıca, iyonik sıvı (IL) monomer olarak 1,n-heksandiil-3,3?-bis-1-vinil imidazolyum bromür ([CnVImBr] (n= 4, 6 veya 10)) kullanarak da kuarternize p(CnVImBr) (n= 4, 6 veya 10) mikrojelleri hazırlanmıştır. Kuarternize edilmiş PILC nanopartiküller, poli(2-vinilpridin)-dibromoetan (p(2-VP)++C2), poli(2-vinilpridin)-dibromobütan (p(2-VP)++C4), poli(2-vinilpridin)-dibromoheksan (p(2- VP)++C6), poli(4-vinilpridin)-dibromoetan (p(4-VP)++C2), poli(4-vinilpridin)-dibromobütan (p(4-VP)++C4), poli(4-vinilpridin)-dibromoheksan (p(4-VP)++C6) nanopartikülleri ve poli(vinil imidazol)-dibromobütan (p(C4VImBr)), poli(vinil imidazol)-dibromoheksan (p(C6VImBr)) ve poli(vinil imidazol)-dibromodekan (p(C10VImBr)) mikrojelleri sentezlenmiştir. PEI mikrojellerinin modifiye edilmesiyle, polietilenimin-metiliyodür (PEI-CH3I), polietilenimin- bromoetan (PEI-BrE), polietilenimin-bromobütan (PEI-BrB), polietilenimin-bromoheksan (PEI- BrH) ve polietilenimin-bromooktan (PEI-BrO) mikrojelleri sentezlenmiştir. Protonlanmış PILC? ler, poli(2-vinilpridin)-HCl (p(2-VP)+) nanopartikülleri, poli(4-vinilpridin)-HCl (p(4-VP)+) nanopartikülleri ve polietilenimin-HCl (PEI+) mikrojelleri ilgili nanopartiküllerin 0.5 M HCl ile muamele edilmesi ile hazırlanmıştır. Sentezlenen bu PILC nanopartiküllerin ve mikrojellerin karakterizasyonları, yapısal analiz için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi (FT-IR), boyut analizi için Dinamik Işık Saçılması (DLS), yüzey yüklerinin belirlenmesi için Zeta Potansiyeli ölçümleri ve boyut ve morfoloji analizleri için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile Optik Mikroskop kullanarak gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan PILC? lerin sodyumborhidrür (NaBH4)? den H2 üretiminde katalitik performanslarını belirlemek için, PILC katalizörün türü, katalizör miktarı, NaBH4 miktarı, PILC katalizördeki anyon türü, katalizörlerin tekrar kullanılabilirliği, çözücü türü, sıcaklık gibi çeşitli parametreler araştırılmıştır. PILC nanopartikül ve mikrojeller katalizörleri olarak kullanılarak NaBH4? den H2 üretimlerinin hidrojen üretim hızı (HGR) değerleri 2000-10000 mL H2 g-1 dk-1 arasında ve aktivasyon enerjileri (Ea) değerleri 13-34 kJ mol-1 arasında hesaplanmıştır. Sonuç olarak, hazırlanan PILC nanopartiküller ve mikrojel katalizörler, NaBH4?den H2 üretiminde literatürdeki kullanılan metal ve metal kompozit katalizörlerle karşılaştırılabilecek H2 üretim hızı (HGR) ve aktivasyon enerjisi (Ea) değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir.