مهندسی متالورژی و مواد

مهندسی متالورژی و مواد

سنتز احتراقی کامپوزیت کانی رسی-اسپینل روی آلومینات فعال شده با هتروپلی اسید به عنوان کاتالیست فعال برای تولید بیودیزل

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی اسفراین، اسفراین، خراسان شمالی، ایران
2 گروه مهندسی شیمی، مجتمع آموزش عالی فنی مهندسی اسفراین
چکیده
در این پژوهش، یک کاتالیست اسیدی ناهمگن بر پایه کامپوزیت کانی رسی–اسپینل ZnAl2O4 تهیه شد. به این منظور از روش روش احتراقی در محلول استفاده شد و سپس با بارگذاری تنگستوفسفریک اسید به‌عنوان فاز فعال به روش اشباع تلقیحی اصلاح شد. به‌منظور بررسی ساختار و خواص فیزیکی–شیمیایی کاتالیست، از آنالیزهای XRF، XRD، FTIR، FESEMو BET استفاده شد. الگوی پراش پرتو ایکس تشکیل فاز اسپینلی پایدار را تأیید کرد که اندازه کریستالی از حدود nm 50 برای کانی رسی به حدود nm 40 برای کامپوزیت سنتز شده کاهش یافت. کاهش اندازه ذرات به همراه نوع فرایند سنتز احتراقی که با خروج حجم بالایی از گاز همراه بوده است سبب شده است تاکاتالیست سنتز شده دارای پیکربندی متخلخل و پراکندگی مناسب فاز فعال با اندازه ذرات کمتر از nm 40 را نشان دهد. همچنین اگرچه مساحت سطح کاهش داشته است ولی میانگین اندازه حفرات به عنوان یک عامل کلیدی در استفاده از سطوح داخلی کاتالیست افزایش چشمگیری داشته است. عملکرد کاتالیست در واکنش استری‌شدن اسید اولئیک با متانول مورد ارزیابی قرار گرفت که بازده 3/77% در شرایط واکنش دمای ℃ 120، نسبت مولی الکل به اسید 1:7، درصد وزنی کاتالیست 6% و زمان واکنش 4 ساعت بدست آمد. همچنین این کاتالیست توانست برای چهار مرتبه استفاده پی‌در‌پی فعالیت خود را حفظ کند که نشان می‌دهد می تواند یک کاتالیست مناسب برای کاربردهای صنعتی باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Combustion Synthesis of Clay - Spinel Zinc aluminate Composite Activated by Heteroploy Acid as Catalyst for Biodiesel Production

نویسندگان English

Majid Paseban 1
Hamed Nayebzadeh 2
Behgam Rahmanivahid 1
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical and Material Engineering, Esfarayen University of Technology, Esfarayen, Iran
2 Chemical Engineering Department, Esfarayen University of Technology
چکیده English

In this study, a heterogeneous acidic catalyst based on ZnAl2O4 clay mineral-spinel composite was prepared. For this purpose, the solution combustion method was used and then it was modified by loading tungstophosphoric acid as the active phase by the wet-impregnation method. In order to investigate the structure and physicochemical properties of the catalyst, XRF, XRD, FTIR, FESEM and BET analyses were used. The X-ray diffraction pattern confirmed the formation of a stable spinel phase, with a crystal size reduced from about 50 nm for the clay mineral to about 40 nm for the synthesized composite. The reduction in particle size along with the type of combustion synthesis process that was accompanied by the release of a high volume of gas has caused the synthesized catalyst to have a porous configuration and a proper dispersion of the active phase with a particle size of less than 40 nm. Also, although the surface area has decreased, the average pore size has increased significantly as a key factor in utilizing the internal surfaces of the catalyst. The performance of the catalyst was evaluated in the esterification reaction of oleic acid with methanol, and a yield of 77.3% was obtained under the reaction conditions of 120℃, 1:7 molar ratio of alcohol to acid, 6% catalyst weight percentage, and 4 hours reaction time. Also, this catalyst was able to maintain its activity for four consecutive uses, indicating that it could be a suitable catalyst for industrial applications.

کلیدواژه‌ها English

Biodiesel
Esterification reaction
Heterogeneous catalyst
Clay
Zin aluminate spinel
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.