• Sonuç bulunamadı

Sıvı fazın GC-MS analiz sonuçları

Belgede ANKARA ÜNİVERSİTESİ (sayfa 53-64)

4. ARAŞTIRMA BULGULARI

4.3 Sıvı Fazın Karakterizasyonu

4.3.1 Sıvı fazın GC-MS analiz sonuçları

41

Şekil 4.9 5000C sıcaklıkta katalitik piroliz deneylerinden elde edilen gaz ürün verimi üzerine katalizör yüzdesinin etkisi

42

metoksi, fenol,2-metoksi-4-metil, fenol,4-etil-2-metoksi ve fenol,2,6-dimetoksi) esas olarak ligninin pirolizi sonucu elde edilen ürünlerdir.

Şekil 4.10 Kayısı çekirdeği kabuğunun 5000C’deki pirolizinden elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

Çizelge 4.6 Kayısı çekirdeği kabuğunun 5000C’deki pirolizinden elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 1-hidroksi-2-bütanon 3,32 3,81

2 n-pentanal 3,61 2,87

3 bütanal, 2,2-dimetil 4,96 1,18

4 furfural 5,00 19,54

5 5,9-dodekadien-2-on,6,10-dimetil 5,88 1,37

6 2(5H)-furanon 8,03 2,97

7 2-furankarboksialdehit, 5-metil 10,18 1,02

8 fenol 11,16 1,39

9 2-siklopenten-1-on-2-hidroksi-3-metil 13,04 2,39

10 fenol, 2-metoksi 16,08 10,10

11 fenol, 2-metoksi-4-metil 21,03 4,67

12 13 14 15 16

fenol, 4-etil-2-metoksi fenol, 2,6-dimetoksi

4-metoksi-2-metil-1-(metiltio)benzen 7,8-dimetilbenzosiklookten benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

24,99 28,18 32,22 35,43 40,39

2,67 33,74

4,93 4,72 2,64

43

5000C sıcaklıkta % 1 oranında farklı metal destekli MCM-41 katalizörleri varlığında yapılan piroliz işleminden elde edilen sıvı ürünlerin GC-MS kromatogramları Şekil 4.11-13’te; bileşenleri Çizelge 4.7-9’da verilmiştir.

Şekil 4.11’de görüldüğü gibi % 1 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün kromatogramındaki belirgin pikler katalizör kullanılmadan yapılan piroliz işleminde olduğu gibi fenol türevlerini göstermektedir. Bunların dışında kalan daha az belirgin pikler keton, aldehit, karboksilik asit ve naftalin türevlerine karşılık gelmektedir.

Şekil 4.11 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

Çizelge 4.7 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 1-hidroksi-2-bütanon 3,32 1,26 2 propanoik asit 3,38 1,33

3 siklopentanol 3,60 1,96

4 furfural 5,01 3,22

5 2(5H)-furanon 8,01 1,61

6 fenol 11,15 2,10

7 2-siklopenten-1-on, 2-hidroksi-3-metil fenol, 2-metil

13,02 2,08

1,58 3,42 9,00

8 14,59

9 fenol, 4-metil 15,62

10 fenol, 2-metoksi 16,08

44

Çizelge 4.7 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler (devamı)

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

fenol, 2-metoksi-4-metil 1,2-benzendiol

1,4:3,6-dianhidro-alfa-d-glukopiranoz 1,2-benzendiol, 3-metoksi

fenol, 4-etil-2-metoksi fenol, 2,6-dimetoksi

3-hidroksi-4-metoksibenzoik asit 7,8-dimetilbenzosiklookten

1-naftalinasetonitril

benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

21,01 21,51 21,66 24,06 24,97 28,17 32,21 35,42 38,63 40,38

6,27 1,63 1,08 1,74 4,61 31,79 14,88 8,00 1,30 1,13

Şekil 4.12’de görüldüğü gibi % 1 oranında Co-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün kromatogramındaki belirgin pikler fenol, benzoik asit ve alkol türevlerini göstermektedir. Bunların dışında kalan daha az belirgin pikler keton, aldehit ve benzaldehit türevlerine karşılık gelmektedir.

Şekil 4.12 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Co-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

45

Çizelge 4.8 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Co-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 1-hidroksi-2-bütanon 3,32 2,36

2 1-penten-3-ol 3,61 1,87

3 furfural 5,00 13,80

4 5,9-dodekadien-2-on, 6,10-dimetil 5,86 1,00 5 2(5H)-furanon

2-furankarboksialdehit, 5-metil

8,01 1,81

1,33 1,01 1,76 1,03 8,14 4,79 2,76 30,97 15,23 8,96 1,36 1,83

6 10,17

7 fenol 11,17

8 2-siklopenten-1-on, 2-hidroksi-3-metil 13,03 9

10 11 12 13 14 15 16 17

fenol, 4-metil fenol, 2-metoksi fenol, 2-metoksi-4-metil

fenol, 4-etil-2-metoksi fenol, 2,6-dimetoksi

benzoik asit, 4-hidroksi-3-metoksi 1-(3,4-dimetoksifenil)-1-etanol

4-propil-1,1-difenil benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

15,64 16,09 21,03 24,99 28,18 32,21 35,42 38,63 40,39

Şekil 4.13’te görüldüğü gibi % 1 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün kromatogramındaki belirgin pikler fenol, benzoik asit ve toluen türevlerini göstermektedir. Diğer katalizörler ile karşılaştırıldığında aldehit türevlerinde azalma olduğu gözlenmiştir.

Şekil 4.13 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

46

Çizelge 4.9 5000C sıcaklıkta % 1 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 1-hidroksi-2-bütanon 3,32 2,45

2 propanoik asit 3,38 1,99

3 1-penten-3-ol 3,60 3,16

4 1-penten-3-ol, 3-metil 4,96 1,50

5 furfural 5,02 4,10

6 2(5H)-furanon 8,02 1,76

7 2-siklopenten-1-on, 2-hidroksi-3-metil fenol, 3-metil

13,03 2,02

1,61 6,91 4,99 1,98 1,19 1,31 3,93 34,40 14,39 8,54 1,40 2,39

8 15,64

9 fenol, 2-metoksi 16,09

10 fenol, 2-metoksi-4-metil 21,03

11 12 13 14 15 16 17 18 19

1,2-benzendiol

1-penten, 3-etil 1,2-benzendiol, 3-metoksi

benzenetanol, 2-metoksi fenol, 2,6-dimetoksi

3-hidroksi-4-metoksibenzoik asit 2,3,5-trimetoksitoluen

1-naftalinasetonitril

benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

21,52 21,66 24,08 24,98 28,18 32,21 35,42 38,63 40,38

5000C sıcaklıkta % 2 oranındaki farklı metal destekli MCM-41 katalizörleri varlığında yapılan piroliz işleminden elde edilen sıvı ürünlerin GC-MS kromatogramları Şekil 4.14-16’da; bileşenleri Çizelge 4.10-12’de verilmiştir. Şekil ve çizelgelerde görüldüğü gibi katalizör kullanımının piroliz sonucu elde edilen sıvı ürünlerin kimyasal içeriğini etkilediği belirlenmiştir.

Şekil 4.14’de görüldüğü gibi % 2 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün kromatogramındaki belirgin pikler fenol, aldehit ve benzen türevlerini göstermektedir. Katalizörün % 1 oranında kullanıldığı piroliz işlemiyle karşılaştırıldığında, bu bileşiklerin sıvı ürün içinde arttığı gözlenmiştir.

47

Şekil 4.14 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

Çizelge 4.10 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Fe-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 1-hidroksi-2-bütanon 3,33 2,65

2 1-penten-3-ol 3,62 1,54

3 furfural 5,01 16,10

4 2(5H)-furanon 2-furankarboksialdehit, 5-metil

8,01 2,38

1,55 2,19 10,38

6,52 1,01 3,93 29,71

0,93 10,25

7,42 1,26 2,19

5 10,17

6 2-siklopenten-1-on, 2-hidroksi-3-metil 13,05 7 fenol, 2-metoksi 16,10 8

9 10 11 12 13 14 15 16

fenol, 2-metoksi-4-metil 1,2-benzendiol fenol, 4-etil-2-metoksi

fenol, 2,6-dimetoksi benzaldehit,4-hidroksi-3-metoksi

benzen, 1,2,3-trimetoksi 2-tert-bütil-4-(hidroksimetil)-5-formilfuran

2-etildifenilmetan benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

21,03 21,52 24,99 28,19 30,10 32,22 35,43 38,64 40,39

48

Şekil 4.15’te görüldüğü gibi % 2 oranında Co-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün kromatogramındaki belirgin pikler fenol, benzoik asit ve alkol türevlerini göstermektedir. Katalizörün % 1 oranında kullanıldığı piroliz işlemiyle karşılaştırıldığında, aldehit türevlerinin sıvı ürün içinde azaldığı gözlenmiştir.

Şekil 4.15 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Co-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

Çizelge 4.11 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Co-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 furfural 5,04 0,96

2 2(5H)-furanon 8,02 1,41 3 2-siklopenten-1-on, 2-hidroksi-3-metil 13,04 2,01 4 fenol, 4-metil 15,64 1,29 5 fenol, 2-metoksi

2-metoksi-4-metilfenol

16,09 6,89

5,40 1,64 1,88 4,09 32,03

1,45 22,91 10,94 1,27 1,94 2,74 1,14

6 21,02

7 1,2-benzendiol 21,51 8 1,2-benzendiol,3-metoksi 24,08 9

10 11 12 13 14 15 16 17

fenol, 4-etil-2-metoksi fenol, 2,6-dimetoksi fenol, 2-metoksi-4-(2-propenil) benzoik asit, 4-hidroksi-3-metoksi

1-(3,4-dimetoksifenil)-1-etanol fenol, 2,6-dimetoksi-4-(2-propenil)

4-propil-1,1-difenil benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

1-bütanon, 1-(2,4,6-trihidroksi-3-metilfenil)

24,99 28,19 28,44 32,22 35,43 38,39 38,64 40,40 44,43

49

Şekil 4.16’da görüldüğü gibi % 2 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün kromatogramındaki belirgin pikler fenol, alkol, pirimidin ve toluen türevlerini göstermektedir. Katalizörün % 1 oranında kullanıldığı piroliz işlemiyle karşılaştırıldığında, heterosiklik ve toluen türevlerinin sıvı ürün içinde arttığı gözlenmiştir.

Şekil 4.16 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı ürünün GC-MS kromatogramı

Çizelge 4.12 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

1 1-hidroksi-2-bütanon 3,32 4,13

2 3,6-bis(trimetilsilil)-1,4-siklohekzadien 3,39 1,29

3 1-metilsiklopropenmetanol 3,60 6,19

4 1-penten-3-ol, 3-metil 4,95 2,05

5 furfural 5,9-dodekadien-2-on,6,10-dimetil

5,01 7,68

1,41 1,19 1,05 1,20 0,95 2,00 0,90 1,48

6 5,85

7 2-propanon, 1-(asetiloksi) 6,33

8 2(5H)-furanon 8,00

9 10 11 12 13

2-furankarboksialdehit, 5-metil fenol

2-siklopenten-1-on-2-hidroksi-3-metil fenol, 2-metil

fenol, 3-metil

10,17 11,16 13,03 14,59 15,63

50

Çizelge 4.12 5000C sıcaklıkta % 2 oranında Al-MCM-41 katalizörünün ilavesiyle elde edilen sıvı üründeki bileşenler (devamı)

No Bileşik adı Alıkonma süresi, dk Alan(%)

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

fenol, 2-metoksi

1-heksen-3-ol fenol, 2-metoksi-4-metil

1,2-benzendiol

1,4:3,6-dianhidro-alfa-d-glukopiranoz fenol, 4-etil-2-metoksi

fenol, 2,6-dimetoksi 5-asetil-2-metiltiopirimidin

2,3,5-trimetoksitoluen 4-propil-1,1-difenil

benzaldehit, 4-hidroksi-3,5-dimetoksi

16,08 16,19 21,02 21,52 21,66 24,98 28,18 32,21 35,42 38,64 40,39

7,30 0,93 4,75 1,01 0,95 3,24 26,66 13,62 7,49 1,35 1,19

Biyokütlenin yapısında bulunan selülozun piroliz işlemi varlığında termal bozunması sonucunda piroliz sıvısının aldehit, keton gibi alifatik yapılarca zengin olduğu düşünülmektedir (Şekil 4.17). Biyokütlenin yapısında bulunan ligninin termal bozunması sonucunda ise piroliz sıvısında fenol türevlerinin ve aromatik yapının arttığı düşünülmektedir (Şekil 4.18).

GC-MS analizinden elde edilen sonuçlar incelendiğinde, biyokütlenin 5000C sıcaklıkta katalizörsüz pirolizinde, aromatik olmayan karboksilik asit ve alifatik keton gruplarının oluştuğu görülmektedir. Aromatik yapılar ise tam tersine katalizör kullanılarak yapılan piroliz işleminde katalizör kullanılmadan yapılan piroliz işlemine kıyasla daha fazla oluşmaktadır.

51

Şekil 4.17 Selülozün termal bozunma mekanizması

Şekil 4.18 Ligninin termal bozunma mekanizması

52

Belgede ANKARA ÜNİVERSİTESİ (sayfa 53-64)

Benzer Belgeler