Amin borandan hidrojen üretilmesi için üzerine bimetalik gümüş-bakır nanoparçacıkları eklenmiş silika kaplı kobalt ferrit manyetik nanoparçacıkların hazırlanması

Abstract

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.

Hydrogen known as one of the most important clean energy source and finding proper hydrogen storage material and method to generate hydrogen from it is one of the most difficult issue for mobile applications. There are a lot of publication in literature related to hydrogen storage materials like metal hydrides, chemical hydrides, organic molecules, metal organic frameworks and carbon nanotubes. Among them chemical hydrides has attracted great attention due to their high hydrogen storage capacity. Ammonia borane, with 19.6 wt % hydrogen content, known as the important hydrogen storage material besides stability and nontoxicity. By using proper catalyst it is possible to get three moles of hydrogen per mole of ammonia borane at mild conditions. The development of high-efficiency catalysts to improve the kinetic parameters in the hydrogen production from ammonia borane under mild conditions is so important for mobile application of hydrogen energy. In this study, a facile way for preparing magnetically recyclable CoFe2O4@SiO2 supported Silver-Copper nanoparticles as catalyst for hydrolytic dehydrogenation of aqueous AB by a wet impregnation method were reported. The prepared catalysts show excellent catalytic activity toward the hydrolytic dehydrogenation of aqueous AB at room temperature. An initial turnover frequency (TOF) value is calculated as 146 min-1. Furthermore, AgCuNPs which are loaded on CoFe2O4@SiO2 support exhibit remarkable stability and reuse capability and keep almost their initial activity with total conversion after 10th reuse in the hydrogen generation from ammonia borane.