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Apr 13, 2024

環境に優しい新しい触媒の存在下での菜種油と廃トウモロコシ油からのバイオディーゼル生産の RSM プロセス最適化

Scientific Reports volume 12、記事番号: 19652 (2022) この記事を引用する 1597 アクセス 5 引用 指標の詳細 地球温暖化と汚染のシナリオでは、グリーン合成と

Scientific Reports volume 12、記事番号: 19652 (2022) この記事を引用

1597 アクセス

5 引用

メトリクスの詳細

地球温暖化と汚染のシナリオでは、バイオディーゼルのグリーン合成と使用が最優先事項となっています。 均一系触媒にはいくつかの制限があるため、有機塩基を固定化した不均一系触媒によるバイオディーゼルの製造が好ましいルートとして浮上しています。 本報告では、有機塩基官能化高表面積磁性ナノ触媒としてペガナム ハルマラ スパイス種子抽出物修飾 GO-CuFe2O4 (SSE@GO-CuFe2O4) ナノ複合材料の設計と合成を実証します。 ピスタチオの葉は、CuFe2O4 NP を合成するための前駆体塩のグリーン還元に使用されました。 合成されたままのナノ材料は、フーリエ変換赤外分光法 (FT-IR)、走査型電子顕微鏡 (SEM)、エネルギー分散型 X 線分析 (EDX)、元素マッピング、透過型電子顕微鏡 (TEM)、X 線によって物理化学的に特性評価されました。回折 (XRD)、熱重量分析 (TGA)、および振動サンプル磁力計技術 (VSM)。 その後、菜種油と廃トウモロコシ油という 2 つの基質のエステル交換によるバイオディーゼルの効率的な合成における触媒の研究が行われました。 バイオディーゼル生産の最適条件は、検量線と 3D 等高線プロットの研究を含む、Box-Behnken 設計に基づく応答曲面法を通じて決定されました。 分離と後処理の容易さ、グリーン培地の使用、数回の優れた再利用、短い反応時間は、この研究の顕著な利点です。

近年、自然エネルギー資源の浪費、増加の一途をたどる環境汚染、そしてそれに伴う地球温暖化が世界的に深刻な問題となっています。 産業の発展と社会の生活水準の向上により、状況はさらに悲惨なものになっています1、2、3。 化石燃料の貯蔵は文字通り枯渇しつつあり、これにより科学者たちは再生可能資源からの非従来型エネルギーの生成について再考するようになり、また、エネルギー消費を遅らせ、有害廃棄物を削減し、それによって次のような先進的な技術手法を開発することになった。持続可能性4、5、6、7、8。 広範な研究により、バイオ燃料、より正確にはバイオディーゼルが、代替エネルギーに対する有望で注目のグリーン燃料として最良の解決策である可能性があることが実証されています9、10、11、12。 化石燃料とは対照的に、バイオディーゼルは酸素含有量が高く、硫黄や発がん性物質を含まないこと、再現性、安価で豊富な前駆体、生分解性、環境に優しく、毒性が最小限であり、環境への排出ガスが非常に少ないという点で有益です。燃焼中は化石燃料と同等の発熱量を有します13、14、15、16、17。 また、バイオディーゼルは燃焼効率やセタン価が高く、潤滑性にも優れています。 バイオディーゼルは引火点が高いため、従来の燃料よりも保管、取り扱い、輸送が非常に安全です18、19、20。 現在、バイオディーゼルは石油燃料よりも高価ですが、これらの有利な問題を考慮して、世界中の多くの研究グループが生産コストを削減するために合成プロトコルの開発に取り組んでいます。

通常、バイオディーゼルは、マイクロエマルジョン、熱分解、エステル交換などのさまざまな経路に従って生産されますが、その中で最後の経路が最も簡単で、手軽で、持続可能なものです9,10。 エステル交換反応には、廃食用油、生物廃棄物、農業廃棄物、動物性脂肪、植物油などのさまざまな原料から得られるアルコール分解、主にエステルのメタノリシスが含まれます。また、非食用のジャトロファ油、キャノーラ油、ニーム油などの天然資源からも得られます。 、茶油、綿油、タバコ油などおよび食用大豆油、パーム油、ココナッツ油、ヒマシ油21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34。