Kaya, Murat

Profile Picture
Name Variants
Kaya,Murat
Murat, Kaya
M., Kaya
Kaya M.
Kaya, Murat
K.,Murat
K., Murat
M.,Kaya
Kaya,M.
Murat Kaya
Job Title
Profesör Doktor
Email Address
muratkaya@atilim.edu.tr
Main Affiliation
Chemical Engineering
Status
Website
ORCID ID
0000-0002-2458-8924
Scopus Author ID
Turkish CoHE Profile ID
Google Scholar ID
WoS Researcher ID
Scholarly Output

54

Articles

36

Citation Count

1742

Supervised Theses

16

Filters

Reset filters

Settings

Scholarly Output Search Results

Now showing 1 - 10 of 54
  • Thumbnail Image
    Master Thesis
    Paladyum Nanoparçacıkların Eklenmiş Olduğu Pedot'un Fotokatalitik Aktivitesinin Araştırılması
    (2017) Ahmed, Matıra Mıud Alarıbı; Kaya, Murat; Chemical Engineering
    Çevre ıslahında, atık suların temizlenmesi işleminde etkili ve düşük maliyetli yöntemlerin araştırılması ve geliştirilmesi çok önemlidir. Atık suların temizlenmesinde homojen ve heterojen katalizörlerin kullanımını içeren geliştirilmiş oksidasyon prosesleri (AOP's) en etkili yöntem olarak bilinmektedir. Bu yöntemde kullanılacak fotokatalitik malzemelerin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Görünür bölge ışığa duyarlı fotokatalizörlerin geliştirilmesi, çeşitli çevre sorunlarında gün ışığının daha etkin kullanımı ile ilgili uygulanabilir çözümler getirebilir. Son zamanlarda iletken polimerler gün ışığı altında çalışabilen etkili fotokatalizörler olarak bahsedilmektedir. İletken polimerler arasından Poly(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT) en gelecek vaat eden aday olarak sayılmaktadır. Bu tezde, paladyum nanoparçacık eklenmiş PEDOT (PdNPs/PEDOT) polimerinin fotokatalitik aktivitesi incelenmiştir. Bu çalışmada fotokatalizör olarak PdNPs/PEDOT hazırlanması için oldukça basit bir yöntem gösterilmiştir. PdNPs/PEDOT nanokompozit malzemenin fotokatalitik aktivitesi metilen mavisinin UV ve güneş ışığı altında boya giderimi ile araştırılmıştır. Ayrıca, PEDOT, TiO2 nanoparçacıklarının ve PdNPs/TiO2 nanoyapısının fotokatalitik aktivitesi, PdNPs/PEDOT'ın aktivitesi ile karşılaştırılmıştır. Nanokompozit katalizörün karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskobu (HR-TEM), SEM ile birleştirilen enerji dağılım X-Ray (EDX) ve Raman spektroskopisi teknikleri ile yapılmıştır.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 22
    Citation - Scopus: 26
    The Pimpled Gold Nanosphere: a Superior Candidate for Plasmonic Photothermal Therapy
    (Dove Medical Press Ltd, 2020) Nasseri, Behzad; Turk, Mustafa; Kosemehmetoglu, Kemal; Kaya, Murat; Piskin, Erhan; Rabiee, Navid; Webster, Thomas J.; Chemical Engineering
    Background: The development of highly efficient nanoparticles to convert light to heat for anti-cancer applications is quite a challenging field of research. Methods: In this study, we synthesized unique pimpled gold nanospheres (PGNSs) for plasmonic photothermal therapy (PPTT). The light-to-heat conversion capability of PGNSs and PPTT damage at the cellular level were investigated using a tissue phantom model. The ability of PGNSs to induce robust cellular damage was studied during cytotoxicity tests on colorectal adenocarcinoma (DLD-1) and fibroblast cell lines. Further, a numerical model of plasmonic (COMSOL Multiphysics) properties was used with the PPTT experimental assays. Results: A low cytotoxic effect of thiolated polyethylene glycol (SH-PEG400-SH-) was observed which improved the biocompatibility of PGNSs to maintain 89.4% cell viability during cytometry assays (in terms of fibroblast cells for 24 hrs at a concentration of 300 mu g/mL). The heat generated from the nanoparticle-mediated phantom models resulted in Delta T=30 degrees C, Delta T=23.1 degrees C and Delta T=21 degrees C for the PGNSs, AuNRs, and AuNPs, respectively (at a 300 mu g/mL concentration and for 325 sec). For the in vitro assays of PPTT on cancer cells, the PGNS group induced a 68.78% lethality (apoptosis) on DLD-1 cells. Fluorescence microscopy results showed the destruction of cell membranes and nuclei for the PPTT group. Experiments further revealed a penetration depth of sufficient PPTT damage in a physical tumor model after hematoxylin and eosin (H&E) staining through pathological studies (at depths of 2, 3 and 4 cm). Severe structural damages were observed in the tissue model through an 808-nm laser exposed to the PGNSs. Conclusion: Collectively, such results show much promise for the use of the present PGNSs and photothermal therapy for numerous anti-cancer applications.
  • Thumbnail Image
    Master Thesis
    Amin Borandan Hidrojen Üretilmesi için Üzerine Bimetalik Gümüş-bakır Nanoparçacıkları Eklenmiş Silika Kaplı Kobalt Ferrit Manyetik Nanoparçacıkların Hazırlanması
    (2016) Mohammed, Salma S. Abdalla; Kaya, Murat; Chemical Engineering
    Hidrojen en önemli temiz enerji kaynaklarından biri olarak bilinmektedir ve mobil uygulamalar için hidrojen taşıyıcı sistemler ve bu sistemlerden hidrojen eldesini sağlayacak metodların geliştirilmesi çok önemlidir. Literatürde olarak metal hidrürler, kimyasal hidrürler, organic moleküller, metal organic kafes yapıları ve karbon nanotüpler gibi hidrojen depolama malzemeleri ile ilgili bir çok yayın bulunmaktadır.Bunlar arasında kimyasal hidrürler yüksek hidrojen depolama kapasiteleri sebebi ile büyük ilgi görmektedir. Kararlılığı ve toksik olmaması yanında kütlece 19.6 % oranında hidrojene sahip olması sebebi ile amin boran önemli bir bidrojen depolama malzemesi olarak bilinmektedir. Uygun katalizör kullanımı ile normal şartlarda 1 mol amin borandan 3 mol hidrojen eldesi mümkündür. Amin borandan hidrojen eldesinde kinetic parametrelerin iyileştirilmesi için yüksek etkiye sahip katalizörlerin heliştirilmesi, hidrojen enerjisinin mobil uygulamaları için çok önemlidir. Bunun yanında katalizörün reaksiyon ortamından ayrılması ve tekrar kullanımı, üstesinden gelinmesi gereken diğer önemli konulardır. Bu çalışmada, amin borandan hidrolitik olarak hidrojen eldesin için katalizör olarak manyetik olarak ayrılabilen CoFe2O4@SiO2 destek malzemesine ıslak emdirme yöntemi ile ekelenmiş gümüş-bakır nanoparçacıklarının hazırlanması için kolay bir yöntem rapor edilmiştir. Hazırlanan katalizör oda sıcaklığında amin borandan hidrojen eldesi reaksiyonunda mükemmel katalitik aktivite göstermiştir. İlk çevrim frekansı 146 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Buna ek olarak, CoFe2O4@SiO2 destek malzemesi üzerine eklenmiş AgCu nanoparçacıklar, kaydadeğer kararlılık ve tekrar kullanılabilme kabiliyeti göstermiştir ve amin borandan hidrojen eldesinde 10. kullanımda bile tam çevrimde hemen hemen ilk aktivitesini korumuştur.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 33
    Citation - Scopus: 36
    Hydroxyapatite-Nanosphere Supported Ruthenium(0) Nanoparticle Catalyst for Hydrogen Generation From Ammonia-Borane Solution: Kinetic Studies for Nanoparticle Formation and Hydrogen Evolution
    (Royal Soc Chemistry, 2014) Durak, Halil; Gulcan, Mehmet; Zahmakiran, Mehmet; Ozkar, Saim; Kaya, Murat; Chemical Engineering
    The development of readily prepared effective heterogeneous catalysts for hydrogen generation from ammonia-borane (AB; NH3BH3) solution under mild conditions still remains a challenge in the field of "hydrogen economy". In this study, we report our finding of an in situ generated, highly active ruthenium nanocatalyst for the dehydrogenation of ammonia-borane in water at room temperature. The new catalyst system consists of ruthenium(0) nanoparticles supported on nanohydroxyapatite (RuNPs@nano-HAp), and can be reproducibly prepared under in situ conditions from the ammonia-borane reduction of Ru3+ ions exchanged into nanohydroxyapatite (Ru3+@nano-HAp) during the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane at 25 +/- 0.1 degrees C. Nanohydroxyapatite-supported ruthenium(0) nanoparticles were characterized by a combination of advanced analytical techniques. The sum of their results shows the formation of well-dispersed ruthenium(0) nanoparticles with a mean diameter of 2.6 +/- 0.6 nm on the surface of the nanospheres of hydroxyapatite by keeping the host matrix intact. The resulting RuNPs@nano-HAp are highly active catalyst in the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane with an initial TOF value of 205 min(-1) by generating 3.0 equiv. of H-2 per mole of ammonia-borane at 25 +/- 0.1 degrees C. Moreover, they are sufficiently stable to be isolated and bottled as solid materials, which can be reused as active catalyst under the identical conditions of first run. The work reported here also includes the following results: (i) monitoring the formation kinetics of the in situ generated RuNPs@nano-HAp by hydrogen generation from the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane as the reporter reaction. The sigmoidal kinetics of catalyst formation and concomitant dehydrogenation fits well to the two-step, slow nucleation, followed by autocatalytic surface growth mechanism, P -> Q (rate constant k(1)) and P + Q -> 2Q (rate constant k(2)), in which P is Ru3+@nano-HAp and Q is the growing, catalytically active RuNPs@nano-HAp; (ii) the compilation of kinetic data for the RuNPs@nano-HAp catalyzed hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane depending on the temperature and catalyst concentration to determine the dependency of reaction rate on catalyst concentration and activation parameters (E-a, Delta H-#, and Delta S-#) of the reaction.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 11
    Citation - Scopus: 12
    Ag Nanostructures on a Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) Film Prepared With Electrochemical Route: a Controllable Roughened Sers Substrate With High Repeatability and Stability
    (Pergamon-elsevier Science Ltd, 2012) Dogan, Uzeyir; Kaya, Murat; Cihaner, Atilla; Volkan, Murvet; Chemical Engineering
    A simple, reliable and reproducible one-step electrochemical method for the preparation of surface-enhanced Raman-active polymer-mediated silver nanoparticles (Ag NPs) on planar indium tin oxide (ITO) coated glass substrates was reported. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) film was used as a support material for dispersing nanostructured silver nanostructures on the surface homogeneously, since 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) monomer polymerizes regioregularly. The optical properties and morphologies of the silver substrates have been investigated by ultraviolet-visible (UV-vis) spectroscopy and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The UV-vis and FE-SEM results revealed that the Ag nanostructures separately appeared on the PEDOT coated ITO after reduction. The effect of the thickness of PEDOT polymer film, reduction potential of silver, the concentration of silver ion solution and the amount of silver particle on the polymer film on the SERS response were studied as well as repeatability and temporal stability of prepared substrates. Brilliant cresyl blue (BCB) has been used as Raman probes to evaluate the properties of the new SERS substrates. Signals collected over multiple spots within the same substrate resulted in a relative standard deviation (RSD) of 9.34%, while an RSD of 11.05% was measured in signals collected from different substrates. The SERS-active substrates were robust and stable which lost only 5.71% of initial intensity after 1 month. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 98
    Citation - Scopus: 100
    Copper(0) Nanoparticles Supported on Silica-Coated Cobalt Ferrite Magnetic Particles: Cost Effective Catalyst in the Hydrolysis of Ammonia-Borane With an Exceptional Reusability Performance
    (Amer Chemical Soc, 2012) Kaya, Murat; Zahmakiran, Mehmet; Ozkar, Saim; Volkan, Murvet; Chemical Engineering
    Herein we report the development of a new and cost-effective nanocomposite catalyst for the hydrolysis of ammonia-borane (NH3BH3), which is considered to be one of the most promising solid hydrogen carriers because of its high gravimetric hydrogen storage capacity (19.6% wt) and low molecular weight. The new catalyst system consisting of copper nanoparticles supported on magnetic SiO2/CoFe2O4 particles was reproducibly prepared by wet-impregnation of Cu(II) ions on SiO2/CoFe2O4 followed by in situ reduction of the Cu(II) ions on the surface of magnetic support during the hydrolysis of NH3BH3 and characterized by ICP-MS, XRD, XPS, TEM, HR-TEM and N-2 adsorption-desorption technique. Copper nanoparticles supported on silica coated cobalt(II) ferrite SiO2/CoFe2O4 (CuNPs@SCF) act as highly active catalyst in the hydrolysis of ammonia-borane, providing an initial turnover frequency of TOF = 2400 h(-1) at room temperature, which is not only higher than all the non-noble metal catalysts but also higher than the majority of the noble metal based homogeneous and heterogeneous catalysts employed in the same reaction.. More importantly, they were easily recovered by using a permanent magnet in the reactor wall and reused for up, to 10 recycles without losing their inherent catalytic activity significantly, which demonstrates the exceptional reusability of the CuNPs@SCF catalyst.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Gümüş Nanoparçacıkların Yüklendiği Polianilin-titanyum Dioksit Nanokompozit Malzemenin Hazırlanması ve Çevre Islahında Kullanımı
    (2020) Elbuzedı, Mohamed; Kaya, Murat; Tirkeş, Seha; Chemical Engineering
    Son yıllarda, birçok tekstil endüstrisinin atık sularındaki zehirli ve kanserojen organik boyalardan kaynaklanan çevre kirliliği insan sağlığı için ciddi bir sorundur. Bu nedenle, atıklardaki bu boyaların giderilmesi, bu çevresel sorunun çözülmesinin bir yoludur. Bu zehirli moleküllerin zehirli olmayan bileşenlere ayrışmasını sağlamak için olası yöntemler, adsorpsiyon, ters ozmoz, çökeltme ve koagülasyon-flokülasyondur. Bununla birlikte, bu tekniklerde daha fazla işlem uygulama ihtiyacı vardır ve maliyet-etkin değildir. Bu sorunu çözebilecek çeşitli yöntemler arasında, son derece reaktif anyonları (O2−) ve radikalleri (•OH) içeren Gelişmiş Oksidasyon Süreçleri (AOP'ler), atık su arıtımında potansiyel kullanımları nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Bu reaktif oksijen türleri, yarı iletken fotokatalizörler tarafından UV veya görünür ışığa maruz kaldıktan sonra salınır. ZnO, Fe2O3, SnO2, CdS, TiO2, vb. gibi çok sayıda yarı iletken katalizör, fotokatalizlemedeki benzersiz özellikleri nedeniyle atık sudaki organik boyaları uzaklaştırmak için kullanılmıştır. Güneş ışığına dayalı fotokatalitik aktivite, çevre ıslahında kullanım için önemli bir kapasiteye sahiptir. Bununla birlikte, görünür ışınlama altında, değerlik ve iletkenlik bantları arasındaki büyük enerji farkı nedeniyle yarı iletken fotokatalizörlerin yetersiz aktivitesi hala uygulanmalarını engellemektedir. Birçok araştırmacı, güneş ışığının görünür kısmından en fazla verim elde etmek için yarı iletken fotokatalizörlere metal ve ametal iyonlarla katkılama veya eş-katkılama yaparak bant boşluklarını azaltmak için mücadele etmiştir. Metal oksit yarı iletkenlerinin yanı sıra, fotokatalizleme için görünür ışık kullanan konjüge polimer esaslı fotokatalizörler de son zamanlarda ortaya çıkan seçeneklerdir. Düşük toksisitesine, daha stabil olmasına ve düşük maliyetine ek olarak polianilin (PANI), görünür ışık aralığında yüksek soğurma katsayısına sahiptir ve üzerinde bulunan yük taşıyıcıları da yine yüksek mobiliteye sahiptirler. Ayrıca PANI, foton aydınlatması altında hem güçlü bir elektron verici hem de çok iyi bir delik alıcı malzemedir. Fotokatalitik aktiviteyi arttırmak için altın ve gümüş gibi asal metal modifikasyonları yapılabilir. Asal metal modifikasyonu, polimerin yüzeyi üzerinde yüzey plazmon rezonans etkisinin oluşumuna neden olur. Fotokatalitik malzeme yüzeyinde üretilen elektronik alan, fotokatalitik verimdeki artışın temel faktörü olarak bilinen yük (elektron-boşluk) ayırma verimliliğini artırabilir. Ag, Au ve Pt gibi metal nanoparçacıklar, fotokatalitik malzemelere eklendiğinde, yüzey elektronlarının bir arada yaptığı osilasyonlar nedeni ile oluşan yüzey plazmon rezonanstan dolayı e--h+ çiftlerinin ömrü artar. Buna ek olarak, polimer üzerinde biriken asal metaller, foton kaynaklı oluşan yük taşıyıcıların yeniden birleşme merkezleri olarak davranabilirler, bu da bu yüklerin fotokatalizör üzerinde yeniden birleşme oranlarında bir azalmaya neden olur. Metal nanoparçacıklar arasında, gümüş esaslı olan, e--h+ çiftlerinin yeniden birleşme oranlarındaki azalmayı etkileyen 320 ila 450 nm dalga boyunda yüksek yüzeyli plazmonları nedeniyle çoğunlukla tercih edilmiştir. Bu çalışmada, gümüş nanoparçacıklarla donatılmış, manyetik özelliği olan polianilin-titanyum dioksit nanoparçacık kompozit malzemesi (MNP-PANI-TiO2-AgNP) kimyasal polimerleşme sonrası sıvı emdirimi ve indirgenme işlemi ile güneş ışığı altında etkin görev yapabilecek bir katalizör hazırlanmaya çalışılmıştır. MNP-PANI-TiO2-AgNP kompozit malzemesinde bulunan her bileşenin katalitik aktiviteye olan etkisinin anlaşılması için, yalın PANI, manyetik nanoparçacıklı PANI (MNP-PANI) ve TiO2 ve manyetik nanoparçacık eklenmiş PANI (MNP-PANI-TiO2) kompozitleri aynı prosedürler uygulanarak hazırlanmıştır. Bundan sonra, hazırlanan kompoiztler, PANI-AgNPs, MNP-PANI-AgNPs ve TiO2-AgNPs oluşturmak için gümüş nanoparçacıklar ile donatıldılar. Hazırlanan katalizörlerin karakterizasyonları, Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM), Transmisyon Elektron Mikroskopisi (TEM), Enerji Dağıtıcı X-ışını Spektroskopisi (EDX), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Endüktif Olarak Bağlı Plazma Optik Emisyon Spektroskopisi (ICP) kullanılarak yapıldı. -OES). TiO2 nanoparçacıklarının (P25), yalın PANI, MNP-PANI, MNP-PANI-TiO2, TiO2-AgNPs, PANI-AgNPs, MNP-PANI-AgNPs ve MNP-PANI-TiO2-AgNPs kompozitlerine ait fotokatalitik aktiviteler güneş ışığı kullanarak metilen mavisinin (MB) bozulmasının takibi ile araştırıldı. Sonuçlara göre, aralarında MNP-PANI-TiO2-AgNPs kompozit malzemesi, 40 dakika içinde boyanın % 99'unun bozunmasını sağlayarak gelişmiş bir katalitik aktivite göstermiştir. Bu nedenle, görünür ışıkta aktif olabilen yüksek verimli ve stabil fotokatalizör, PANI üzerine AgNPs, MNP ve TiO2 nanoparçacıkları ilave edilerek, çevreci ve hızlı yöntemler kullanılarak elde edildi.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 131
    Citation - Scopus: 137
    Carbon Dispersed Copper-Cobalt Alloy Nanoparticles: a Cost-Effective Heterogeneous Catalyst With Exceptional Performance in the Hydrolytic Dehydrogenation of Ammonia-Borane
    (Elsevier, 2016) Bulut, Ahmet; Yurderi, Mehmet; Ertas, Ilknur Efecan; Celebi, Metin; Kaya, Murat; Zahmakiran, Mehmet; Chemical Engineering
    Herein, we report the development of a new and cost-effective nanocatalyst for the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane (NH3BH3), which is considered to be one of the most promising solid hydrogen carriers due to its high gravimetric hydrogen storage capacity (19.6 wt%) and low molecular weight. The new catalyst system consisting of bimetallic copper-cobalt alloy nanoparticles supported on activated carbon was simply and reproducibly prepared by surfactant-free deposition-reduction technique at room temperature. The characterization of this new catalytic material was done by the combination of multi-pronged techniques including ICP-MS, XRD, XPS, BFTEM, HR-TEM, STEM and HAADF-STEM-line analysis. The sum of their results revealed that the formation of copper-cobalt alloy nanoparticles (d(mean) =1.8 nm) on the surface of activated carbon (CuCo/C). These new carbon supported copper-cobalt alloy nanoparticles act as highly active catalyst in the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane, providing an initial turnover frequency of TOF = 2700 h(-1) at 298 K, which is not only higher than all the non-noble metal catalysts but also higher than the majority of the noble metal based homogeneous and heterogeneous catalysts employed in the same reaction. More importantly, easy recovery and high durability of these supported CuCo nanoparticles make CuCo/C recyclable heterogeneous catalyst for the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane. They retain almost their inherent activity even at 10th catalytic reuse in the hydrolytic dehydrogenation of ammonia-borane at 298K. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Thumbnail Image
    Book Part
    Citation - Scopus: 2
    Nanocatalytic Architecture for the Selective Dehydrogenation of Formic Acid
    (wiley, 2021) Baguc,I.B.; Kanberoglu,G.S.; Yurderi,M.; Bulut,A.; Celebi,M.; Kaya,M.; Zahmakiran,M.; Chemical Engineering
    Formic acid (HCOOH) is a main by-product formed through many biomass processes and has recently been proposed as one of the most promising liquid organic hydrogen carrier material in the chemical hydrogen storage for the fuel cell applications. However, efficient hydrogen (H2) generation through catalytic formic acid dehydrogenation under mild thermodynamic conditions constitutes a major challenge because poisoning of active metal center exists in catalytic systems with carbon monoxide (CO) formed as an intermediate. In this chapter, we focus on the research advances on the formic acid dehydrogenation in the presence of different nanocatalysts including monometallic, bimetallic, and trimetallic nanoparticles in the form of alloy, core@shell, and physical mixture. The main advantages and drawbacks of these systems are presented by comparing their catalytic performances depending on additives, solvents, and temperature parameters. Additionally, the morphology, structure, and composition of these nanocatalysts as well as their synthesis protocols are discussed, and new synthesis strategies are proposed to enhance the catalytic performance of nanocatalysts in the formic acid dehydrogenation. © 2021 WILEY-VCH GmbH, Boschstr. 12, 69469 Weinheim, Germany.
  • Thumbnail Image
    Article
    Citation - WoS: 23
    Citation - Scopus: 27
    Nanocrystalline Metal Organic Framework (mil-101) Stabilized Copper Nanoparticles: Highly Efficient Nanocatalyst for the Hydrolytic Dehydrogenation of Methylamine Borane
    (Elsevier Science Sa, 2018) Baguc, Ismail Burak; Ertas, Ilknur Efecan; Yurderi, Mehmet; Bulut, Ahmet; Zahmakiran, Mehmet; Kaya, Murat; Chemical Engineering
    The copper nanoparticles stabilized by nanocrystalline MIL-101 framework (Cu/nano-MIL-101) was reproducibly prepared by following double solvent method combined with liquid phase chemical reduction technique. The characterization of the resulting new material was done by using various analytical techniques including ICP-OES, P-XRD, N-2-adsorption-desorption, XPS, FE-SEM, SEM-EDX, BFTEM and HAADF-STEM; the summation of their results reveals that the formation of well-dispersed and very small sized (0.8 nm) copper nanoparticles within nanocrystalline MIL-101 framework. The catalytic performance of Cu/nano-MIL-101 in terms of activity and stability was tested in the hydrolytic dehydrogenation of methylamine borane (CH3NH2BH3), which has been considered as one of the attractive materials for the efficient chemical hydrogen storage. Cu/nano-MIL-101 catalyzes the hydrolytic dehydrogenation of methylamine borane with high activity (turnover frequency; TOF = 257 mot H-2/mol Cu x h) and conversion ( > 99%) under air at room temperature. Moreover, these nano-MIL-101 framework stabilized copper nanoparticles show great durability against to sintering and leaching, which make Cu/nano-MIL-101 reusable nanocatalyst in the hydrolytic dehydrogenation of methylamine-borane. Cu/nano-MIL-101 nanocatalyst retains 83% of its inherent activity at complete conversion even at 10th recycle in the hydrolytic dehydrogenation of methylamine borane.