Niyobyum karbid MXene kararlı Rh (0) nanoparçacıklarının hazırlanması, karakterizasyonu ve hidrazin-boran'dan hidrojen üretiminde katalizör olarak kullanılması

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Tuğba Mutlu

Danışman: Mehmet Gülcan

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, hidrojeni katı halde depolayan ve yüksek kütlesel hidrojen yoğunluğuyla önemli bir B-N türevi olarak kabul edilen hidrazin-borandan (HB) hidroliz tepkimesi yoluyla hidrojen üreten yeni bir katalitik malzemenin hazırlanması ve karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, niyobyum karbid (Nb2CTx) MXene kararlı Rh (0) nanoparçacıkları (Rh@Nb2CTx) tepkime dışı sentezlenmiş ve elde edilen Rh@Nb2CTx katalizörünün, HB kompleksinden hidrojen üretimindeki ön katalitik etkinliği belirlenmiştir. Katalizörün sentezi sırasında, Rh (0) nanoparçacıkları, emdirme-indirgenme tekniği ile iki boyutlu Nb2CTx-MXene yapısına yüklenmiştir. Akordeon morfolojili Nb2CTx yapılarının, yüksek yüzey alanı, katmanlı yapıları ve iyi dağılım özellikleri nedeniyle Rh (0) nanoparçacıklarının kararlaştırılması için ideal bir matris olduğu görülmüştür. Sentezlenen Nb2CTx-MXene ve Rh@Nb2CTx örneklerinin karakterizasyonu için ICP-OES, FT-IR, SEM, SEM-EDX, SEM Elementel Haritalama, XPS, TEM, TEM-EDX, HR-TEM ve XRD teknikleri kullanılmıştır. Ön katalitik çalışmalarla etkin olduğu tespit edilen Nb2CTx kararlı Rh (0) nanoparçacıklarının, HB'ın katalitik hidroliz tepkimesindeki performansını değerlendirmek amacıyla tepkime koşullarının optimize edilmesi adına katalizör ve substrat derişimi ile farklı sıcaklık parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, Nb2CTx kararlı Rh (0) nanoparçacıklarının, HB'dan hidrojen üretiminde 60 kJ/mol aktivasyon enerjisiyle yüksek katalitik etkinlik gösterdiği (TOFbaşlangıç = 36.78 mol H2/mol katalizör×dakika, 298 K'de) tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçların, sürdürülebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesi ve B-N eklentilerinden katalizör varlığında hidrojen üretimi alanlarına önemli katkılar sunacağı tahmin edilmektedir.