《South African Journal of Chemical Engineering》:KOH-Modified
Ulva reticulata-Derived Ash Catalyst for Biodiesel Production from Waste Cooking Oil
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• 以Ulva reticulata为原料合成了一种绿色非均相催化剂,用于生物柴油生产。
• 在650°C下煅烧的催化剂从废食用油中获得最高生物柴油产率95.4%。
• 具有高比表面积(79.31 m2/g)的介孔催化剂结构增强了
• 以Ulva reticulata为原料合成了一种绿色非均相催化剂,用于生物柴油生产。
• 在650°C下煅烧的催化剂从废食用油中获得最高生物柴油产率95.4%。
• 具有高比表面积(79.31 m2/g)的介孔催化剂结构增强了催化活性。
• 钾基和钙基活性相(K2CO3、K2O、KCl和CaO)促进了高效酯交换反应。
• 所得生物柴油满足ASTM D6751和大部分EN 14214燃料质量要求。
化石燃料的持续消耗和温室气体排放促使人们寻找可再生清洁燃料。生物柴油因其可再生、可生物降解、硫含量低等优点而受到关注,但传统原料(如食用油)成本高且与粮食竞争。废食用油(WCO)来源广泛、价格低廉,是极具潜力的替代原料。均相碱催化剂虽活性高,但存在难以回收、易发生皂化反应、产生大量废水等缺点,因此开发高效、可重复使用的非均相催化剂成为重要方向。生物质衍生催化剂因原料可再生、成本低而受到重视,但多数研究集中于陆生生物质,海洋大型藻类的潜力尚未被充分发掘。Ulva reticulata是一种富含钾、钙等无机碱性成分的绿藻,具备制备固体碱催化剂的潜力,但相关应用研究仍不足。为此,研究人员以U. reticulata为前体制备KOH改性灰催化剂,用于废食用油生产生物柴油,并系统优化了工艺条件。论文发表在《South African Journal of Chemical Engineering》。
研究人员以采集自印度尼西亚西努沙登加拉省龙目海滩的Ulva reticulata为前体,经清洗、干燥、研磨后,在550、650、750°C下煅烧4小时,再用KOH溶液浸渍制备催化剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)分析、Hammett指示剂法及pH测定对催化剂进行表征。WCO来自当地收集者。在批次反应器中考察反应温度、时间、催化剂用量和甲醇/油摩尔比对产率的影响,并用响应面法(RSM)的Box-Behnken设计(BBD)进行优化。产物经气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID)分析,燃料性质按ASTM和EN标准评价。
研究结果如下。3.1 废食用油的特性:WCO的游离脂肪酸(FFA)含量为1.46±0.07%,水含量为0.17±0.08%,均低于直接碱催化酯交换的推荐限值,表明该原料无需酸预处理即可用于直接酯交换。3.2 催化剂的特性:FTIR表明煅烧去除了藻类中的有机基团,并形成碳酸盐等无机物;SEM显示煅烧后颗粒变小、表面多孔,但750°C时出现团聚;BET分析显示