การสังเคราะห์อนุภาค Ca/SBA-15 ที่มีรูพรุนแบบเป็นระเบียบขนาดเมโช เพื่อการผลิตไบโอดีเซลด้วยปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน

Ordered mesoporous Ca/SBA-15 synthesis for biodiesel production via transesterification

Name: กฤตนัย นิลวัชราภรณ์

ThaSH: โซล-เจล

ThaSH: สารลดแรงตึงผิว

ThaSH: ทรานเอสเทอริฟิเคชัน

ThaSH: เชื้อเพลิงไบโอดีเซล

ThaSH: อนุภาคนาโน

LCSH: Sol-gel

LCSH: Surface active agents

LCSH: Transesterification

LCSH: Biodiesel fuels

LCSH: Nanoparticles

Abstract: ศึกษาการสังเคราะห์อนุภาคผสม Ca/SBA-15 ที่มีรูพรุนแบบเป็นระเบียบขนาดเมโซ เพื่อเพิ่มความเสถียรในการนำไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน สังเคราะห์โดยการเติมแคลเซียมไนเตรตระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์ SBA-15 ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล ผลการวิเคราะห์วัสดุผสม Ca/SBA-15 พบว่าที่อัตราส่วนโมล Ca/Si 0.5 จะมีรูพรุนที่เป็นระเบียบขนาดเมโซเช่นเดียวกับ SBA-15 แต่ค่าพื้นที่ผิวจะลดลงจาก 594 ตารางเมตรต่อกรัมเหลือ 260 ตารางเมตรต่อกรัม และปริมาตรรูพรุนลดลงจาก 1.04 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม เหลือ 0.46 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม โดยแคลเซียมจะอยู่ในรูพรุนของอนุภาคและเกิดพันธะกับโครงสร้าง SBA-15 ภายในรูพรุน การศึกษาผลกระทบที่มีผลต่อคุณสมบัติของอนุภาค พบว่าปริมาณแคลเซียมที่ใช้ในการสังเคราะห์มีผลต่อรูปร่างของอนุภาค คือ ปริมาณแคลเซียมที่มากขึ้นทำให้แคลเซียมอยู่ที่พื้นที่ผิวมากขึ้น และปิดบังรูพรุนทำให้ค่าพื้นที่ผิวและปริมาตรรูพรุนของอนุภาคลดลง ผลของอุณหภูมิการเผาในอากาศเพื่อทำลายสารแม่แบบที่อุณหภูมิ 550℃, 650℃ และ 750℃ มีผลทำให้ค่าพื้นที่ผิวและขนาดรูพรุนลดลงเมื่อเผาที่อุณหภูมิสูงขึ้น เนื่องจากที่อุณหภูมิ 750℃ เกิดแคลเซียมซิลิเกตทำให้โครงสร้างเปลี่ยนไป เวลาที่ใช้ในการไฮโดรเทอร์มอลมีผลทำให้โครงสร้างรูพรุนที่มีระเบียบขนาดเมโซหายไป เมื่อใช้เวลามากขึ้น การนำวัสดุผสม Ca/SBA-15 ไปใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันระหว่างน้ำมันปาล์มกับเมทานอล ที่อัตราส่วนโมล น้ำมันปาล์ม:เมทานอล ที่ 1:27 และความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ 5 %โดยน้ำหนักน้ำมัน ที่อุณหภูมิ 200℃ เป็นเวลา 2 ชั่วโมง พบว่า 0.5_Ca/SBA-15_550℃ ให้ %FAME (กรดไขมันเอสเทอร์) สูงสุดที่ 96% ซึ่งใกล้เคียงกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เติม CaO บน SBA-15 ด้วยวิธีอิมเพร็กเนชันที่ได้ 95% อุณหภูมิการเผาสารจะมีผลต่อค่า %FAME โดยเมื่อเผาที่อุณหภูมิสูงขึ้นจาก 550℃ เป็น 750℃ ความเป็นเบสน้อยลงทำให้ %FAME ลดลง และหลังจากทำปฏิกิริยา 3 รอบ 0.5_Ca/SBA-15_550℃ ให้ %FAME ลดลงเหลือ 92% และตัวเร่งปฏิกิริยาที่เติม CaO บน SBA-15 ด้วยวิธีอิมเพร็กเนชันให้ %FAME เหลือ 89%

Abstract: Ordered mesoporous Ca/SBA-15 was synthesized by adding calcium nitrate during SBA-15 synthesis via hydrothermal for improving stability that can use as catalyst in transesterification reaction. From the results, Ca/SBA-15 still had ordered mesoporous same as SBA-15. However, the specific surface area and pore volume were decreased from 594 to 260 m2/g and 1.04 to 0.46 cm3/g, respectively. Calcium was bond with SBA-15 structure inside the pores. When the mole ratio of Ca/Si increased, more calcium was found on the surface of SBA-15 resulted in the decreasing of the specific surface area and pore volume. At the calcinations temperature 550℃, 650℃ and 750℃, the specific surface area and pore size were decreased with the increasing of temperature. At the calcination at 750℃, the calcium silicate was formed which the structure of SBA-15 was change. Furthermore, the ordered mesoporous was destroyed when increased time of hydrothermal from 1 day to 2 day. Ca/SBA-15 catalysts were used as the catalysts for transesterification reaction of palm oil and methanol. The reaction was performed at mole ratio palm oil : methanol 1:27, catalyst concentration 5wt% by oil, 200℃ for 2 hours. 0.5_Ca/SBA-15_550℃ gave the highest %FAME (Fatty Acid Methyl Ester) at 96% comparing to the 95% from the catalyst impregnation of CaO on SBA-15. While increasing the calcinations temperature from 550℃ to 750℃, the base strength was reduced causing the decrease of %FAME. After used for 3 times, 0.5_Ca/SBA-15_550℃ and impregnation of CaO on SBA-15 gave 92 %FAME and 89 %FAME respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: อภินันท์ สุทธิธารธวัช

Role: ที่ปรึกษา

Name: นาวิน วิริยะเอี่ยมพิกุล

Role: ที่ปรึกษาร่วม

Created: 2553

Modified: 2557-08-21

Issued: 2557-08-21

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	kritanai_ni.pdf	4.37 MB	9	2020-05-27 20:55:41

ใช้เวลา

0.035113 วินาที