مطالعات آزمایشگاهی در تبدیل روغن پسماند خوراکی با استفاده از نانو ذرات شامل زیرکونیوم به بیودیزل

مسائل انرژی و محیط زیستی، توسعه منابع سوختی جایگزین را افزایش داده است. بیودیزل سوخت دوستدار محیط زیستی است که از روغن های گیاهی ، چربی های حیوانی و روغن های پسماند بدست می آید و می تواند جایگزین سوخت دیزل شود. بمنظور توجیه اقتصادی تولید بیودیزل مجبور به استفاده از روغن های ارزان هستیم، زیرا قریب به80 درصد از هزینه تولید بیودیزل را مواد اولیه تشکیل می دهد. این روغن ها دارای میزان اسید چرب آزاد بالایی هستند که استفاده از کاتالیست های همگن را دشوار می کنند. لذا کاتالیست های ناهمگن بازی مانند اکسید کلسیم بسیار مورد توجه قرار گرفته اند ولی این کاتالیست ها نشان دادند که نیاز به تقویت دارند. در بین اکسیدهای فلزی بعنوان تقویت کننده، زیرکونیوم فعالیت بالایی را از خود نشان داد. زیرکونیوم دارای خاصیت آمفوتری است که فعالیت کاتالیست را در دوجنبه بازی و اسیدی افزایش می دهد. در این پژوهش کاتالیست اکسید کلسیم تقویت شده با تیتانیوم و زیرکونیوم اکسید به نسبت مولی 1:1:2 به روش سل-ژل سیترات سنتز شد. ابتدا دمای کلسینه بعنوان یکی از عوامل بسیار تاثیرگذار بر فعالیت کاتالیست بهینه سازی شد. کاتالیست های سنتز شده توسط آنالیزهای sem، tem ،xrd وft-ir مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد، کاتالیست بدون کلسینه با تفاوت ناچیزی نسبت به کاتالیست کلسینه شده در دمای oc 400 فعالیت بالایی را در تولید بیودیزل داراست. نتایج xrd نشان داد که بدون هیچ گونه عملیات حرارتی نانوکاتالیست cati0.5zr0.5o3سنتز شد که نشان دهنده روشی ایده آل بمنظور سنتز نانوکاتالیست های ناهمگن می باشد. سپس پارامترهای موثر در روش سل- ژل شامل دمای ژل شدن، نسبت اسید سیتریک به مولهای فلزی و زمان کمپلکس مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نسبت مولی اسید سیتریک به فلزات 5/1، دمای ژل شدنoc 80، زمان کمپلکس 1 ساعت بهترین شرایط بمنظور سنتز نانوکاتالیست cati0.5zr0.5o3 است. در نهایت نیز قدرت کاتالیست سنتز شده در شرایط بهینه در واکنش تبادل استری روغن پسماند مورد بررسی قرار گرفت که بازده 65% بدست آمد که نشان می دهد کاتالیست دارای توانایی بالایی برای تولید صنعتی بیودیزل داراست.