Plastic materials are widely used throughout the world due to their low prices and easy processing methods. A serious problem of environmental pollution is brought with the widespread use of these materials due to their non-biodegradabilty. For this reason, plastic materials are degraded into lower molecular weight liquid and gaseous products which are potential raw materials and fuels for petrochemical industry. The use of catalysts enhances the formation of more valuable hydrocarbons at lower reaction temperatures and residence times.In this study, aluminum containing MCM-41 and tungstophosphoric acid (TPA) loaded SBA-15 materials were synthesized by impregnation of Al and TPA into hydrothermally synthesized MCM-41 and SBA-15, respectively to be used in catalytic degradation of polyethylene. Al was incorporated into MCM-41 framework with different Al/Si ratios using aluminum triisopropylate as the aluminum source and TPA was incorporated to the porous framework of SBA-15 with different W/Si ratios, using tungstophosphoric acid hydrate as the acid source.From XRD analysis, it was observed that introducing acidic compounds did not cause deformations in the regularity and by EDS analysis, it was found out that at lower loadings, acidic compounds were introduced more effectively for MCM-41 materials. Nitrogen adsorption-desorption isotherms showed that the synthesized materials exhibited type IV isotherms. SEM and TEM pictures showed the hexagonal regularly ordered structure of SBA-15 and MCM-41 materials. FTIR analysis of the pyridine adsorbed synthesized materials revealed the existence of Lewis and Brønsted acid sites in the synthesized materials.From TGA analysis it was observed that aluminum impregnated MCM-41 samples reduced the temperature of the degradation reaction significantly and TPA loaded SBA-15 samples reduced activation energy of the reaction effectively.In the degradation reaction system, non-catalytic and catalytic degradation experiments of polyethylene were performed. In non-catalytic degradation and catalytic degradation reactions carried out using aluminum containing MCM-41 materials, selectivity of C3 and C4 hydrocarbon gases was high and in catalytic degradation reactions carried out using TPA impregnated SBA-15 materials, selectivity of ethylene was high. In the liquid analysis of non-catalytic degradation reactions, it was observed that the product distribution was mainly composed of hydrocarbons greater than C18. The use of aluminum loaded MCM-41 and TPA loaded SBA-15 materials resulted in a liquid product distribution in the range of C5-C14, which is the hydrocarbon range of gasoline fuel.

Tüm dünyada plastik malzemeler düşük maliyetleri ve kolay işlenme metodlarından dolayı yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu malzemelerin yaygın kullanımı, doğada geri dönünüşümlerinin olmaması sebebiyle ciddi bir çevre kirliliği sorununa yol açmaktadır. Bu nedenden ötürü plastik malzemeler, petrokimya endüstrisi için potansiyel birer ham madde ve değerli hidrokarbonlar olan daha düşük molekül ağırlıklı gaz ve sıvı ürünlere parçalanmaktadır. Katalizörlerin kullanımı daha düşük reaksiyon sıcaklığı ve sürelerinde daha değerli hidrokarbonların oluşmasını sağlamaktadır.Bu çalışmada, polietilenin katalitik pirolizinde kullanılmak üzere alüminyum içeren MCM-41 ve tungstofosforik asit (TPA) içeren SBA-15 malzemeleri, hidrotermal yöntemle sentezlenmiş olan MCM-41 ve SBA-15 malzemelerine emdirme yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Alüminyum, MCM-41 yapısına farklı Al/Si oranlarında alüminyum kaynağı olarak alüminyum isopropilat kullanılarak, TPA ise SBA-15 yapısına farklı W/Si oranlarında asit kaynağı olarak tungstofosforik asit kullanılarak eklenmiştir. Her iki malzemede de XRD analizi ile, yapıya eklenen asidik bileşenlerin yapının düzenliliğinde deformasyona neden olmadığı, EDS analizi ile düşük yüklemelerde asidik bileşenlerin yapıya daha etkili sokulduğu gözlenmiştir. Nitrojen adsorpsiyon-desorpsiyon izotermleri, sentezlenen malzemelerin Tip IV izoterm gösterdiği saptanmıştır. SEM ve TEM resimleri, SBA-15 ve MCM-41 malzemelerinin düzenli hekzagonal yapısını göstermiştir. Piridin adsorblanmış malzemelerin FTIR analizi yapıdaki Lewis ve Brønsted acid bölgelerinin varlığını göstermiştir.TG analizi ile alüminyum emdirilmiş MCM-41 örneklerinin piroliz reaksiyonun sıcaklığını önemli ölçüde düşürdüğü, TPA emdirilmiş SBA-15 örneklerinin ise reaksiyon aktivasyon enerjisini etkili bir şekilde düşürdüğü gözlemlenmiştir.Polietilenin katalitik olmayan ve katalitik deneyleri, degredasyon reaksiyon sisteminde gerçekleştirilmiştir. Katalitik olmayan ve alüminyum içeren MCM-41 malzemelerinin kullanıldığı katalitik piroliz reaksiyonlarında, C3 ve C4 hidrokarbon gazlarının seçicilikleri, TPA içeren SBA-15 malzemelerinin kullanıldığı katalitik piroliz reaksiyonlarında ise etilen seçiciliği yüksektir. Katalitik olmayan piroliz reaksiyonlarında elde edilen sıvı ürünlerin analizinde ürün dağılımı temel olarak C18'den büyük hidrokarbonlardan oluştuğu gözlemlenmiştir. Alüminyum içeren MCM-41 ve TPA içeren SBA-15 malzemelerinin kullanımı, benzin yakıtı hidrokarbon aralığı olan C5-C14 sıvı ürün dağılımı ile sonuçlanmıştır.