Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi
Yıl: 2023 Cilt: 13 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1958 - 1969 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.21597/jist.1278345 İndeks Tarihi: 02-10-2023
Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi
Öz: Poli(N-vinil-2-pirolidon) (PVP) ile kararlaştırılmış Rh-Fe nanoparçacıkları (Rh-Fe@PVP) verimli ve çevreci bir yöntem olan alkol indirgeme tekniği ile sentezlendi. Sentezlenen nanoparçacıklar SEM, SEM/EDX, UV/Vis teknikleriyle karakterize edildi. Hazırlanan nanoparçacıklar yüksek hidrojen içeriği, kararlılığı ve çevre dostu olması gibi avantajları nedeniyle öne çıkan bir bor-azot (B-N) türevi olan dimetilamin-boranın hidroliz tepkimesinden hidrojen üretiminde katalizör olarak kullanıldı. TOF değeri (54.24 1/min) ve aktivasyon enerjisi (49.9 kJ/mol) olarak hesaplanan iki metalli nanoparçacıklar bu özellikleri ile verimli bir katalitik sistem olarak değerlendirildi. Katalizör ve substrat konsantrasyonlarının katalitik tepkime üzerindeki etkilerinin araştırılması sonucu tepkimenin hız ifadesinin; katalizör konsantrasyonuna göre 0.4 mertebeden, substrat konsantrasyonuna göre ise 0.3 mertebeden ilerlediği tespit edildi.
Anahtar Kelime: Preparation and Characterization of Pvp Stabilized Rhodium Iron Bimetallic Nanoclusters and Investigation of Catalytic Activity in DMAB Hydrolysis
Öz: Rh-Fe nanoparticles (Rh-Fe@PVP) stabilized with poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) were synthesized by alcohol reduction technique, which is an efficient and environmentally friendly method. The synthesized nanoparticles were characterized by SEM, SEM/EDX, UV/Vis techniques. The prepared nanoparticles were used as a catalyst in the production of hydrogen from the hydrolysis reaction of dimethylamine-borane, a boron-nitrogen (B-N) derivative, which stands out due to its advantages such as high hydrogen content, stability and environmental friendliness. Bimetallic nanoparticles, which were calculated as TOF value (54.24 1/min) and activation energy (49.9 kJ/mol), were evaluated as an efficient catalytic system with these properties. As a result of investigating the effects of catalyst and substrate concentrations on the catalytic reaction, the rate expression of the reaction; It was determined that it progressed from 0.4 order according to the catalyst concentration and 0.3 order according to the substrate concentration.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Cai, H. K., Jiang, Z. Y., Xu, S., Xu, Y., Lu, P., Dong, J. (2022). Polymer Hydrogel Supported Ni/Pd Alloys for Hydrogen Gas Production from Hydrolysis of Dimethylamine Borane with a Long Recyclable Lifetime. Polymers, 14(21), 4647.
- Cai, H., Liu, L., Chen, Q., Lu, P., Dong J. (2016). Ni-polymer nanogel hybrid particles: A new strategy for hydrogen production from the hydrolysis of dimethylamine-borane and sodium borohydride. Energy, 99, 129-135.
- Çelebi, M., Rüzgar, A., Karataş, Y., Gülcan M. (2022). Manganese oxide octahedral molecular sieves stabilized Rh nanoparticles for the hydrogen production from the ethylenediamine-bisborane hydrolysis. Internatıonal Journal of Hydrogen Energy, 47(37),16494-16506
- Duan, Y., Guo, P., Sui, D., Deng, D., Lu, T., Yang, Y. (2022). Investigation on M@ CuOx/C (M= Ru, Rh, Pd and Pt) catalysts prepared by galvanic reduction for hydrogen evolution from ammonia borane. International Journal of Hydrogen Energy, 47(85), 36098-36109.
- Fukaume, S., Nagasaki, Y., Tsuda, M. (2022). Stable power supply of an independent power source for a remote island using a Hybrid Energy Storage System composed of electric and hydrogen energy storage systems. International Journal of Hydrogen Energy, 47(29), 13887-13899.
- Günbatar, S., Aygun, A., Karataş, Y., Gülcan, M., Şen F. (2018). Carbon-nanotube-based rhodium nanoparticles as highly-active catalyst for hydrolytic dehydrogenation of dimethylamineborane at room temperature. Journal of colloid and interface science, 530, 321-327.
- Jia, H., Liu, S., Zheng, G. P., Zheng, X. C., Wang, X. Y., Liu, P. (2019). Collagen-graphene oxide magnetic hybrids anchoring Pd (0) catalysts for efficient H2 generation from ammonia borane. International Journal of Hydrogen Energy, 44(49), 27022-27029.
- Kanat, M., Karataş, Y., Gülcan, M., Anıl, B. (2018). Preparation and detailed characterization of zirconia nanopowder supported rhodium (0) nanoparticles for hydrogen production from the methanolysis of methylamine-borane in room conditions. International Journal of Hydrogen Energy, 43(50), 22548-22556.
- Karaboğa, S. (2022). In situ prepared tungsten (VI) oxide supported Pd0 NPs, remarkable activity andreusability in H2 releasing from dimethylamine borane. Turkish Journal of Chemistry, 46(2), 394-403.
- Karaboga, S., Özkar, S. (2019). Nanoalumina supported palladium (0) nanoparticle catalyst for releasing H2 from dimethylamine borane. Applied Surface Science, 487, 433-441.
- Karahan, S., Zahmakıran, M., Özkar, S. (2011). Catalytic hydrolysis of hydrazine borane for chemical hydrogen storage: highly efficient and fast hydrogen generation system at room temperature. International Journal of Hydrogen Energy, 36(8), 4958-4966.
- Keskin M. S., Ağırtaş M. S., Baytar O., İzgi M. S., Şahin Ö. (2020). Potasyum Borhidrit Hidroliz Reaksiyonu İçin Ni-B-P Katalizörünün Kinetik Özellikleri, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 9, sayı. 2, ss. 599-608, Haz. 2020, doi:10.17798/bitlisfen.623941
- Li, B., Zhang, W., Huan, Y., Dong, J. (2018). Synthesis and characterization of Ni-B/Al2O3 nanocomposite coating by electrodeposition using trimethylamine borane as boron precursor. Surface and Coatings Technology, 337, 186-197.
- Liu, J., Li, P., Jiang, R., Zheng, X., Liu, P. (2021). Ru nanoparticles immobilized on chitosan as effective catalysts for boosting NH3BH3 hydrolysis. ChemCatChem, 13, 4142-415
- Lu, Z. H., Yao, Q., Zhang, Z., Yang, Y., Chen, X. (2014). Nanocatalysts for hydrogen generation from ammonia borane and hydrazine borane. Journal of Nanomaterials, 4,4.
- Nixon, T. D., Whittlesey, M. K., Williams, J. M. (2011). Ruthenium-catalysed transfer hydrogenation reactions with dimethylamine borane. Tetrahedron letters, 52(49), 6652-6654
- Onat E., Şahin Ö., İzgi M. S., Horoz S. (2021). An efficient synergistic Co@CQDs catalyst for hydrogen production from the hydrolysis of NH3BH3. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 32, 27251–27259
- Şen, B., Aygün, A., Şavk, A., Duman, S., Calimli, M. H., Bulut, E, Şen, F. (2019). Polymer-graphene hybrid stabilized ruthenium nanocatalysts for the dimethylamine-borane dehydrogenation at ambient conditions. Journal of Molecular Liquids, 279, 578-583.
- Shen, J., Yang, L., Hu, K., Luo, W., Cheng, G. (2015). Rh nanoparticles supported on graphene as efficient catalyst for hydrolytic dehydrogenation of amine boranes for chemical hydrogen storage. International Journal of Hydrogen Energy, 40(2), 1062-1070.
- Sogut, E. G., Acidereli, H., Kuyuldar, E., Karatas, Y., Gulcan, M., Sen, F. (2019). Single-walled carbon nanotube supported Pt-Ru bimetallic superb nanocatalyst for the hydrogen generation from the methanolysis of methylamine-borane at mild conditions. Scientific Reports, 9(1), 1-9.
- Umegaki, T., Yan, J. M., Zhang, X. B., Shioyama, H., Kuriyama, N., Xu, Q. (2009). Preparation and catalysis of poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) stabilized nickel catalyst for hydrolytic dehydrogenation of ammonia borane. International Journal of Hydrogen Energy 34( 9), 3816-3822
- Wei, Q., Liu, J., Qiu, S., Xia, Y., Zou, Y., Xu, F., Wen, X., Huang, P., Sun, L., Chu, H. (2022). Hydrogen Evolution from Ammonia–Borane Hydrolysis Catalyzed by Poly(N-Vinyl-2-Pyrrolidone)-Stabilized Ruthenium-Based Nanoclusters Catalysts. Adv. Sustainable Syst. 2200464
- Wen, Z., Fu, Q., Wu, J., Fan, G. (2020). Ultrafine Pd nanoparticles supported on soft nitriding porous carbon for hydrogen production from hydrolytic dehydrogenation of dimethyl amine-borane. Nanomaterials, 10(8), 1612.
- Wu, D., Wang, D., Ramachandran, T., & Holladay, J. (2022). A techno-economic assessment framework for hydrogen energy storage toward multiple energy delivery pathways and grid services. Energy, 249, 123638.
- Xu, F., Liu, X. (2021). Synergistically promoted H2 evolution from dimethylamine-borane and hydrazine monohydrate by simply alloying of Pt/C with Ni. Fuel, 304, 121433
- Yıldırım, R., Gülcan, M. (2021). H2 production from the hydrolytic dehydrogenation of methylamine-borane catalyzed by sulfonated reduced graphene oxide-aided synthesis of ruthenium nanoparticles. International Journal of Hydrogen Energy, 46(64), 32523-32535.
- Zeng, Y. F., Li, Y. N., Zhou, M. X., Han, S., Guo, Y., Wang, Z. (2022). Metal Free Hydrogenation of N Heterocycles with Trimethylamine Borane and TFA in Aqueous Solution. Advanced Synthesis & Catalysis, 364(21), 3664-3669.
- Zhou, J., Meng, X., Yan, J., Liu, X. (2021). Co/MoS2 nanocomposite catalyzed H2 evolution upon dimethylamine-borane hydrolysis and in situ tandem reaction. Inorganic Chemistry Communications, 130, 108691
| APA | RÜZGAR A, Karataş Y (2023). Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. , 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| Chicago | RÜZGAR Adem,Karataş Yaşar Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. (2023): 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| MLA | RÜZGAR Adem,Karataş Yaşar Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. , 2023, ss.1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| AMA | RÜZGAR A,Karataş Y Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. . 2023; 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| Vancouver | RÜZGAR A,Karataş Y Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. . 2023; 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| IEEE | RÜZGAR A,Karataş Y "Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi." , ss.1958 - 1969, 2023. 10.21597/jist.1278345 |
| ISNAD | RÜZGAR, Adem - Karataş, Yaşar. "Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi". (2023), 1958-1969. https://doi.org/10.21597/jist.1278345 |
| APA | RÜZGAR A, Karataş Y (2023). Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13(3), 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| Chicago | RÜZGAR Adem,Karataş Yaşar Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 13, no.3 (2023): 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| MLA | RÜZGAR Adem,Karataş Yaşar Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.13, no.3, 2023, ss.1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| AMA | RÜZGAR A,Karataş Y Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2023; 13(3): 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| Vancouver | RÜZGAR A,Karataş Y Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2023; 13(3): 1958 - 1969. 10.21597/jist.1278345 |
| IEEE | RÜZGAR A,Karataş Y "Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi." Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13, ss.1958 - 1969, 2023. 10.21597/jist.1278345 |
| ISNAD | RÜZGAR, Adem - Karataş, Yaşar. "Pvp ile Kararlaştırılmış Rodyum Demir Bimetalik Nanokümelerinin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve DMAB Hidrolizindeki Katalitik Etkinliğinin İncelenmesi". Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 13/3 (2023), 1958-1969. https://doi.org/10.21597/jist.1278345 |
