Новости

Apr 13, 2024

Оптимизация процесса РСМ производства биодизеля из рапсового масла и отработанного кукурузного масла в присутствии экологически чистого и нового катализатора

Scientific Reports Volume 12, Номер статьи: 19652 (2022) Цитировать эту статью 1597 Доступов 5 Цитирований Детали показателей В сценарии глобального потепления и загрязнения зеленый синтез и использование

Том 12 научных докладов, номер статьи: 19652 (2022 г.) Цитировать эту статью

1597 Доступов

5 цитат

Подробности о метриках

В условиях глобального потепления и загрязнения экологически чистый синтез и использование биодизеля приобрели первостепенный приоритет. Из-за некоторых ограничений гомогенного катализа предпочтительным методом стало гетерогенно-катализируемое производство биодизеля с иммобилизованными органическими основаниями. В настоящем отчете продемонстрирована разработка и синтез модифицированного экстрактом семян специй Peganumharmala нанокомпозита GO-CuFe2O4 (SSE@GO-CuFe2O4) в качестве магнитного нанокатализатора с большой площадью поверхности, функционализированного органическими основаниями. Листья фисташек использовались при зеленом восстановлении солей-прекурсоров для синтеза НЧ CuFe2O4. Синтезированный наноматериал был охарактеризован физико-химически с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR), сканирующей электронной микроскопии (SEM), энергодисперсионного рентгеновского анализа (EDX), элементного картирования, просвечивающей электронной микроскопии (TEM), рентгеновского анализа. дифракция (XRD), термогравиметрический анализ (TGA) и методы магнитометра с вибрирующим образцом (VSM). Впоследствии катализатор был исследован в эффективном синтезе биодизельного топлива путем переэтерификации двух субстратов: рапсового масла и отработанного кукурузного масла. Оптимальные условия для производства биодизеля были определены с помощью методологии поверхности отклика, основанной на дизайне Бокса-Бенкена, включая исследование калибровочных кривых и трехмерных контурных графиков. Простота разделения и обработки, использование зеленой среды, возможность многократного использования и короткое время реакции являются выдающимися преимуществами этого исследования.

В последнее время расточительное потребление природных энергетических ресурсов, постоянно растущее загрязнение окружающей среды и вызванное этим глобальное потепление вызывают серьезную озабоченность во всем мире. Промышленное развитие и повышение уровня жизни общества сделали ситуацию еще более ужасной1,2,3. Хранилища ископаемого топлива в буквальном смысле были исчерпаны, и это побудило ученых переосмыслить вопрос о производстве нетрадиционной энергии из возобновляемых источников, а также разработать передовые технологические методологии, которые замедляли бы потребление энергии и сокращали бы опасные отходы, тем самым приводя к устойчивость4,5,6,7,8. Обширные исследования показали, что биотопливо, точнее, биодизельное топливо может быть лучшим возможным решением в качестве перспективного и популярного экологически чистого топлива для альтернативной энергетики9,10,11,12. В отличие от ископаемого топлива, биодизельное топливо выгодно благодаря более высокому содержанию кислорода, отсутствию серы и канцерогенов, воспроизводимости, недорогим и многочисленным прекурсорам, биоразлагаемости, экологичности, минимальной токсичности и очень низким выбросам выхлопных газов в окружающую среду, хотя они имеют эквивалентную теплоту сгорания ископаемому топливу при сжигании13,14,15,16,17. Кроме того, биодизели обладают более высокой эффективностью сгорания и цетановым числом, а также обладают превосходной смазывающей способностью. Из-за более высокой температуры вспышки биодизель более безопасен при хранении, обращении и транспортировке, чем обычное топливо18,19,20. Хотя биодизельное топливо в настоящее время обходится дороже, чем нефтяное топливо, ввиду этих благоприятных факторов ряд исследовательских групп по всему миру занимаются разработкой протокола синтеза, чтобы снизить себестоимость производства.

Обычно биодизельное топливо производится различными способами, такими как микроэмульсия, пиролиз и переэтерификация, и среди них последний является наиболее простым, удобным и устойчивым9,10. Трансэтерификация включает алкоголиз, в основном метанолиз сложных эфиров, получаемых из различного сырья, такого как отработанное кулинарное масло, биологические отходы, сельскохозяйственные отходы, животные жиры, растительное масло, а также из природных ресурсов, таких как несъедобное масло ятрофы, рапсовое масло, масло нима. , чайное масло, хлопковое масло, табачное масло и т. д., а также пищевое соевое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, касторовое масло21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34.