使用基于Zn-Fe铁的优质磁性固体酸催化剂将残余原料催化转化为生物柴油:热力学和动力学研究
Matheus Arrais Gonçalves1, Hiarla Cristina Lima Dos Santos1, Paula Maria Melo da Silva1
1Federal University of Pará, Institute of Exact and Natural Sciences, Graduate in Chemistry Program, Laboratory of Catalysis and Oleochemical 66075-110 Belém Pará Brazil rafaelvieira@ufpa.br.
RSC advances
|July 2, 2024
概括
一种由氧化和铁素制成的新型磁性催化剂有效地将废油转化为生物柴油. 这种催化剂具有很高的可重复使用性,并生产符合国际标准的生物柴油,这表明可持续工业应用的潜力.
科学领域:
- 催化剂是一种催化剂.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 从废炸油 (WFO) 生产生物柴油对于可持续能源至关重要.
- 开发高效且可重复使用的催化剂对于工业可行性至关重要.
- 氧化 (MoO3) 和铁酸盐 (ZnFe2O4) 具有有前途的催化性能.
研究的目的:
- 为了合成和表征一种新的固体磁性催化剂 (MoO3/ZnFe2O4) 用于生物柴油生产.
- 为了优化反应条件,从WFO获得最大的生物柴油产量.
- 评估催化剂的可重复使用性,动力特性和生物柴油产品质量.
主要方法:
- 合成MoO3/ZnFe2O4磁性催化剂,其MoO3含量不同.
- 催化剂特性 (酸性,磁性,催化) 的表征.
- 使用OVAT优化反应参数 (温度,摩尔比率,催化剂加载,时间).
- 通过脂肪酸甲基 (FAME) 分析来确定生物柴油产量.
- 在多个循环中对催化剂重复使用性进行测试.
- 动力学研究以确定激活能量 (Ea).
- 根据ASTM D6751和EN 14214标准对生物柴油性能进行分析.
主要成果:
- 这种MoO3/ZnFe2O4催化剂表现出极好的磁性,酸性和催化性能.
- 在优化条件下,生物柴油转化为FAME的结果为97.6%±0.727.
- 在六个重复使用周期后,催化剂保持了高转化率 (>90%).
- 计算的激活能量 (Ea) 为25.3 kJ mol-1.
- 合成的生物柴油符合ASTM D6751和EN 14214标准.
结论:
- 新型的MoO3/ZnFe2O4磁性催化剂对于从WFO生产生物柴油非常有效.
- 催化剂表现出极好的可重复使用性和催化活性.
- 该过程为生物柴油生产提供了一个可持续的途径,具有低能耗和最小的环境影响,适合工业扩展.
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