Kalsiyum içerikli farklı atıklardan üretilen heterojen katalizörlerin biyodizel üretiminde kullanımı

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖZLEM BEDİR

Danışman: Tuba Hatice Doğan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Temiz ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olan biyodizel, genellikle homojen bir katalizör kullanılarak, bitkisel ya da hayvansal yağların metanol/etanol gibi bir alkolle transesterifikasyonu sonucu üretilmektedir. Ancak homojen katalizörlü biyodizel üretimi, reaksiyon sırasında istenmeyen bir durum olan sabun oluşumu, biyodizel saflaştırması sırasında çok fazla temiz su tüketimi, atık su deşarjı ve katalizörü uzaklaştırmada yaşanan zorluklar gibi pek çok dezavantaj içermektedir. Biyodizel üretiminde heterojen katalizörlerin (özellikle mükemmel katalitik aktiviteye sahip olan CaO' in) kullanımı ise, tepkimeyi basitleştirmekte ve yukarıda sayılan dezavantajları ortadan kaldırmaktadır. Çalışmanın amacı, kalsiyum zengini atıklardan hazırlanan heterojen katalizörlerin biyodizel üretiminde kullanımını araştırmaktır. Bu çalışmada, CaCO3 içeren farklı atıklardan kalsinasyon yoluyla heterojen katalizörler sentezlenmiştir. Şeker fabrikası atığı, mermer tozu, atık yumurta kabuğu, deniz kabuğu ve atık fayanslardan hazırlanan katalizörler, XRD, BET, TGA ve SEM analizleri ile karakterize edilmiştir. Hazırlanan her bir katalizör kullanılarak, aynı reaksiyon şartlarında (ağırlıkça %5 katalizör miktarı, 15:1 metanol:yağ molar oranı, 60oC reaksiyon sıcaklığı ve 2 saat reaksiyon süresi) ayçiçek yağı biyodizeli üretilmiştir. Katalizörlerin katalitik aktivitelerini karşılaştırmak için, onlardan üretilen biyodizel örneklerinin yağ asiti metil ester (YAME) verimleri ve bazı yakıt özellikleri analiz edilmiştir. Deneysel sonuçlar, en yüksek biyodizel verimine mermer tozu (%89.14) ve şeker endüstrisi atığı (%87.64) ile ulaşıldığını, atık fayansın ise biyodizel üretiminde hiçbir katalitik etkisinin olmadığını göstermiştir. Sonuç olarak denilebilir ki, bu çalışma ılımlı reaksiyon şartları ve atık değerlendirmesi içermesi, biyodizelin saflaştırılması sırasında temiz su tüketimi ve atık su deşarjı içermemesinden dolayı, biyodizelin katalizörden kaynaklı üretim maliyetlerini azaltabilir ve çevreye fayda sağlayabilir.