ساخت و ارزیابی کاتالیست ناهمگن سنتز بیودیزل از روغن گیاهی

سوخت های فسیلی رایج ترین منابع انرژی در جهان محسوب می شوند. رشد صنعت و تکنولوژی، افزایش تقاضا برای مصرف انرژی، کاهش ذخایر سوخت های فسیلی و افزایش قیمت آن ها منجر به مطرح شدن مساله-ی یافتن سوخت جایگزین شد. سوخت زیستی ها از جمله گزینه های مناسبی هستند که به عنوان سوخت جایگزین پیشنهاد شدند. بیواتانول و بیودیزل رایج ترین سوخت های زیستی هستند که در این بین بیودیزل بیشتر مورد توجه قرار گرفته شده است. تولید تجاری این سوخت از طریق واکنش ترانس استریفیکاسیون بین تری گلیسیرید و الکل در حضور یک کاتالیست قلیایی همگن (مایع) انجام می گیرد. محدودیت های ناشی از مصرف کاتالیست های قلیایی همگن، منجر به بررسی، سنتز و استفاده از کاتالیست های ناهمگن (جامد) شد. در این پژوهش، کاتالیست های ناهمگن پایه دار k/sno2 و k/sno2-sba-15 سنتز و به منظور تولید بیودیزل از روغن گیاهی مورد استفاده و بررسی قرار گرفت. پایه ی کاتالیست های سنتز شده خاصیت اسیدی داشته و به منظور افزایش فعالیت و کارایی کاتالیست، پتاسیم (یک فلز فعال قلیایی) روی پایه ها نشانده شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف از قبیل میزان بارگذاری فلز روی پایه ی کاتالیست، نسبت مولی الکل به روغن، غلظت کاتالیست، دما و زمان واکنش بر بازده ی واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور این کاتالیست-ها بررسی شد. برای کاتالیست k/sno2، نسبت 2:1 k:sn =، غلظت wt% 3 کاتالیست (بر مبنای وزن روغن)، دمای °c 65، نسبت مولی 12:1 الکل به روغن و مدت زمان 5/1 ساعت به عنوان شرایط بهینه ی انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون در نظر گرفته شد. بازده ی حاصل از انجام واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور این کاتالیست 97% محاسبه شد. همچین ویژگی های سوخت تولید شده در حضور این کاتالیست از قبیل چگالی، ویسکوزیته، عدد ستان و نقطه ی فلش محاسبه شد. مقادیر محاسبه شده برای پارامترهای ذکر شده مطابق با مقادیر استاندارد گزارش شده بود. پایه ی کاتالیست k/sno2-sba-15 (sno2-sba-15) به سه روش مختلف و با نسبت های مولی مختلف 20، 5 si/sn = تهیه شده و مقادیر مختلفی از پتاسیم با پیش ماده های مختلف (koh، k2co3) روی پایه های سنتز شده بارگذاری شد. کارایی این کاتالیست در شرایط مشابه با کاتالیست k/sno2 بسیار ناچیز (تقریبا کمتر از 10 درصد) بود. افزایش دما و زمان واکنش منجر به افزایش بازده ی واکنش در حضور کاتالیست k/sno2-sba-15 شد. اما تولید بیودیزل با استفاده از کاتالیست k/sno2 از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر است. کاتالیست های تولید شده با استفاده از آنالیزهای xrd و bet و فاز بیودیزل تولیدی با استفاده از آنالیز کروماتوگرافی گازی مورد بررسی قرار گرفتند.