| Proje Ekibi |
Doç. Dr. Tuncay KARAKURT
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi, Türkiye Projedeki Rolü: Araştırmacı |
| Proje Türü | TÜBA ve TÜBİTAK Destekli Proje |
| Proje No | - |
| Proje Konusu | Klatrat hidratlar, gaz moleküllerini konuk eden su moleküllerinin oluşturduğu kafesli yapılardır. Oluşacak hidrat türü su/buz ile tepkimeye girecek misafir molekülün kimyasal etkileşimine ve büyüklüğüne bağlıdır. Bu çalışmaya konu olan en yaygın iki türü 512 ve 51262 kafesleri içeren yapı I (sI) ve 512 ve 51264 kafesleri içeren yapı II (sII)’dir. Klatrat hidratların termodinamik kararlılıkları konuk ile konak su molekülleri arasındaki van der Waals etkileşiminden kaynaklanır. Bununla birlikte, konak kafeslerdeki su ile H-bağı yapan bazı moleküller vardır, örneğin etilen oksit, tetrahidrofuran gibi. Bu büyük kafes konuklarının klatrat hidratın buhar karışımına belirli oranda eklenmesi ile saniyenin altında bir sürede klatrat hidrat oluştuğu gösterilmiştir. Tamamı-buhar yönteminden klatrat hidrat ayresollerinin oluşumu sırasında, bu moleküllerin hidrat yapısındaki kusur oluşumuna dayalı katalitik aktivitesi böyle gözlemlenen bir reaksiyon hızı görmemizin nedenidir. Buz ve buz-benzeri yapıların oluşumunda kusurlar önemli olmasına rağmen, büyük kafes katalitik moleküllerinin nasıl bu kusurları oluşturduğu ve kararlılığını sağladığı konusunda bir bulgu bulunmamaktadır. Bu nedenle bu çalışmanın amacı, büyük kafes moleküllerinin konak yapısındaki kusurlar üzerindeki katalitik rolünü, buz-benzeri sistemlere özel olan, Bjerrum (D/L), iyonik (H3O+/OH-) ve boşluk diye isimlendirilen kusurları düşünerek teorik olarak anlamaktır. Bu amaçla, büyük kafes katalitik molekülü varlığında, sI ve sII yapılarının kristal yapılarını ve bahsi geçen kusurları ve bu kusurların kombinasyonunu içeren yapıları periyodik sınır koşulu uygulayarak genişletip, C2PK yazılım paketi ile statik geometri optimizasyonu ve ab initio moleküler dinamik koşturmacasına tabi tutacağız. Bu hesaplamaların genel amacı, büyük kafes katalitik molekül varlığında, hidrat yapasındaki bu kusurları ve bu kusurların komplekslerinin oluşum enerjilerini hesaplamaktır. Bu çalışmada kullanacağımız katalitik moleküller sI yapısı için EO ve sII yapısı için THF molekülüdür ve her iki molekülünde düşük sıcaklık ve basınçlarda oluşturulan klatrat hidratların oluşumunda kuvvetli katalizör olduğu bilinmektedir. Küçük kafes konuklarının büyük kafes konuklarının katalitik rolüne etkisine de araştıracağız. Bu amaçla, farklı polariteye sahip iki molekül seçtik, HCN ve CH4. Büyük kafes konuklarının kristal klatrat hidrat oluşumunda ve büyütülmesindeki katalitik rollerinin anlaşılması, bu muhteşem bileşiklerin pratik kullanımları için yeni bir dönem başlatacaktır. |
| Proje Durumu | Tamamlandı |
| Başlangıç Tarihi | 28-12-2022 |
| Bitiş Tarihi | 01-02-2024 |
