Sản xuất biodiesel từ dầu đậu nành bằng xúc tác base rắn poly(ionic liquid) siêu kỵ nước

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Monomer: 1-octyl-3-vinylimidazolium bromide ([C₈VIm][Br])

  • Crosslinker: 1,4-butanediyl-3-bis-1-vinylimidazolium dibromide ([BVD])
  • - Trùng hợp trong hệ nhũ tương với CTAB và AIBN/V50 → PIL-Br
  • - Trao đổi anion bằng KOH trong methanol → PIL-OH (BPIL)
  • - Đặc tính xúc tác:
  •   - Diện tích bề mặt: 103 m²/g; thể tích lỗ xốp: 0.32 cm³/g; đường kính lỗ trung bình: 35 nm
  •   - Độ bền nhiệt: ổn định đến 230 °C (TGA)
  •   - Độ base: H_ = 9.8–15.0; tổng độ base: 3.67 mmol/g
  •   - XPS xác nhận trao đổi anion thành công, không còn Br⁻
  •   - FTIR xác nhận cấu trúc imidazolium còn nguyên sau trao đổi anion
  •   - SEM/TEM cho thấy cấu trúc lớp xốp, dạng cầu, bề mặt thô
  •   - XRD: vật liệu vô định hình, có cấu trúc lớp
  • - Đặc tính ưa/kháng ẩm:
  •   - Methanol: góc tiếp xúc 0° → ưa methanol
  •   - Dầu đậu nành: 13° → ưa dầu
  •   - Glycerol: 147° → đẩy glycerol
  •   - Nước: 152° → siêu kỵ nước
  • - Tối ưu hóa phản ứng bằng RSM:
  •   - Biến đầu vào: tỷ lệ mol methanol/dầu (x₁), lượng xúc tác (x₂), thời gian phản ứng (x₃)
  •   - Mô hình hồi quy bậc hai: R² = 0.9840; R²adj = 0.9696; Pred R² = 0.8979
  •   - Điều kiện tối ưu: x₁ = 21.9, x₂ = 9.15 wt%, x₃ = 9.33 h → hiệu suất 96.3%
  • - Ảnh hưởng của nước: hiệu suất vẫn >90% khi hàm lượng nước <1.5 wt%
  • - Tái sử dụng xúc tác:
  •   - Sau 5 chu kỳ: hiệu suất vẫn >85%
  •   - Giảm nhẹ do hấp thụ CO₂/H₂O → tạo bicarbonate
  •   - Tái sinh bằng KOH/methanol → phục hồi hiệu suất ban đầu
  • - So sánh với xúc tác khác:
  •   - NaOH: phản ứng nhanh nhưng khó tách
  •   - CaO: hiệu suất cao hơn PIL nhưng dễ bị nhiễm nước
  •   - PIL: phản ứng chậm hơn nhưng dễ tách, không tạo xà phòng, không nhiễm kim loại
  • - Tính chất biodiesel:
  •   - Mật độ: 0.87 g/cm³
  •   - Độ nhớt: 4.1 mm²/s
  •   - Chỉ số cetane: 53
  •   - Giá trị nhiệt: 39.14 MJ/kg
  •   - Acid: 0.16 mg KOH/g
  •   - Hàm lượng nước: 0.015%
  •   - Không chứa lưu huỳnh hay tro sunfat