ترانس استری‌شدن روغن کلزا برای تولید زیست‌ سوخت در حضور کاتالیزگر Mg-Ca/MCM-41؛ اثر قالب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی معدنی، دانشکده شیمی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22036/cr.2020.243804.1122

چکیده

< p>مزو حفره MCM-41 به روشِ غیرهیدروترمال سنتز و یون های منیزیم و کلسیم به دو روش تلقیح مرطوب و روش تبادل یون با تمپلیت روی این بستر مزو حفره تثبیت گردیدند. جهت مقایسه، مزو حفره هایی که فقط حاوی منیزیم بودند نیز سنتز شدند. ساختار ترکیبات حاصل با پراش اشعه ایکس از پودر و طیف بینی زیر قرمز بررسی گردید. نتایج نشان داد ساختار مزو حفره MCM-41 در نتیجه بارگذاری فلزات حفظ شده است. مقدار کلسیم و منیزیم بارگذاری شده با آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس اندازه گیری شد. از کاتالیزگرهای سنتز شده در واکنش تولید بیودیزل از روغن کلزا با متانول استفاده گردید. همچنین اثر تمپلیت موجود در حفرات بر روی کارایی کاتالسیت ها بررسی شد. کاتالیزگر Mg-Ca/MCM-41 حاوی تمپلیت، سنتز شده به روش تبادل یون با تمپلیت، بیشترین کارایی را در ترانس استریفیکاسیون روغن کلزا (بهره 6/88 %) نشان داد. از آنجا که نیازی به حذف تمپلیت نیست این کاتالیست به صرفه بوده و آلودگی محیط زیست را کاهش می دهد.

چکیده تصویری

ترانس استری‌شدن روغن کلزا برای تولید زیست‌ سوخت در حضور کاتالیزگر Mg-Ca/MCM-41؛ اثر قالب

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Transesterification of Canola Oil for Biodiesel Production in the Presence of Mg-Ca/MCM-41; The Template effect

نویسندگان [English]

  • Mahtab Pirouzmand
  • Ali Rasooli
  • Behnaz Nikzad-Kojanag
Department of Inorganic Chemistry, Faculty of chemistry, University of Tabriz
چکیده [English]

< p >MCM-41 mesoporous material were synthesized non-hydrothermally and magnesium and calcium ions were incorporated in MCM-41 framework by two approaches; Wet Impregnation (WI) and Template Ion Exchange (TIE). For comparison, magnesium containing MCM-41 was also synthesized. The prepared catalysts were characterized by powder X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FT-IR). The results displayed the ordered structure of MCM-41 mesopore was preserved after metal incorporation. The amount of calcium and magnesium were determined using energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX). The catalysts were tested for biodiesel production from canola oil with methanol at 70° C. The effect of the residual template within the pores on catalysts activity was also investigated .Template-containing Mg-Ca/MCM-41 prepared by TIE method, showed the best catalytic performance in transesterification of canola oil after 6 hours (88.6%). Since there is no need to remove organic template, then this catalyst saves energy and time and it also reduces the pollutants released to the environment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodiesel
  • Mg-Ca/MCM-41
  • Transesterification
  • Canola oil
1) L.T. Thanh, K. Okitsu, L. Van Boi, Y. Maeda, Catalysts.2, 191 (2012)
2) J. Wang, L. Yang, W. Luo, G. Yang, C. Miao, J.Fu, S.Xing, P.Fan, P.Lv, Z.Wang,  Fuel.196, 306 (2017)
3) C.R.Ranucci, L.M.S.Colpini, M.R.Monteiro, V.Kothe, L.J.Gasparrini, H.J.Alves, J. Environ. Chem. Eng.3, 703 (2015)
4) N. Oueda, Y.L. Bonzi-Coulibaly, I.W.K. Ouédraogo, Mater. Sci. Appl. 8, 94 (2017)
 
5) A.K. Endale, Y. Kiros, R. Zanzi, Energy.36, 2693 (2011)
6) H. Hadiyanto, S.P. Lestari, A. Abdullah, W. Widayat, H. SutantoInt, J.Energy Environ. Eng. 7, 297 (2016)
7) M.E. Borges, L. Díaz, Renew. Sust. Energ. Rev. 16, 2839 (2012)
8) M.C.G. Albuquerque, I. Jimenez-Urbistondo, J. Santamarıa-Gonzalez, J.M. Merida-Robles, R. Moreno-Tost, E. Rodrıguez-Castellon, A. Jimenez-Lopez, D.C.S. Azevedo, C.L. Cavalcante Jr., P. Maireles-Torres, Appl. Catal. A: Gen.334, 35 (2008)
9) H. Sun, J. Han, Y. Ding. W. Li, J. Duan, P. Chen, H. Lou, X. Zheng, Appl. Catal. A: Gen.390, 26 (2010)
10) J. Tantirungrotechai, P. Thananupappaisal, B. Yoosuk, N. Viriya-empikul, K.Faungnawakij, Catal. Commun.16, 25 (2011)
11) M. Pirouzmand, B. Nikzad Kojanag, S.K. Seyyed Rasulzade, Catal. Commun. 69, 196 (2015)
12) M. Pirouzmand, K. Seyed-Rasulzade, B. Nikzad Kojanag, Iran J. Chem. Chem. Eng. 37, 53 (2018)
13) L.L. Silva, I.P. Alkimim, J.P.V.S. Costa, S.M.P. Meneghetti, D. Cardoso, Micropor. Mesopor. Mater. 284, 265 (2019)
14) Y.Kubota , Y.Nishizaki, H.Ikeya, M.Saeki, T.Hida, K.Sachiko, M.Yoshida, H.Fujii, Y.Sugi, Micropor. Mesopor. Mater.70, 135 (2004)
15) I. Korkut, M. Bayramoglu, Fuel.180, 624 (2016)
16) M. Fan, Y. Liu, P. Zhang, P.Jiang, Fuel Proc. Tech. 149, 163 (2016)
17) Y.H. Taufiq-Yap, H.V. Lee, R. Yunus, J.C. Juan, Chem. Eng. J. 178, 342 (2011)
18) W. Xie, X. Huang, H. Li, Bioresour. Technol. 98, 936 (2007)
19) G. Gelbard, O. Bres, R.M. Vargas,  F. Vielfaure, U.F. Schuchardt, J. Am. Oil Chem. Soc. 72, 1239 (1995)
20) P.F. Fulvio, S. Pikus, M. Jaroniec, J. Mater. Chem. 15, 5049 (2005)
21) C.T. Kresge, M.E. Leonowicz, W.J. Roth, J.C.Vartuli, Beck, J.S. Nature.359,  710 (1992)
22) M. Broyer, S. Valange, J. P. Bellat, O. Bertrand, G. Weber, Z. Gabelica, Langmuir 18, 5083 (2002)
23) Y. Kubota, H. Ikeya, Y. Sugi, T. Yamada, T. Tatsumi, J. Mol. Catal. A Chem.249, 181 (2006)
24)H. Kazemian, B. Turowec, M. Siddiquee, S. Rohani, S. Fuel 103, 719 (2013).
25) M.C.G. Albuquerque, I. Jimenez-Urbistondo, J. Santamarıa-Gonzalez, J.M. Merida-Robles, R. Moreno-Tost, E. Rodrıguez-Castellon, A. Jimenez-Lopez, D.C.S. Azevedo, C.L. Cavalcante Jr., P. Maireles-Torres, Appl. Catal. A: Gen., 334, 35 (2008)
26) A. Buasri, K. Rochanakit, W. Wongvitvichot, U. Masa-ard, V. Loryuenyong, Energy Procedia 79, 562 (2015)
27) O. Ilgen, fuel Proc. Tech. 92, 452 (2011)