Các nhà khoa học tạo ra một chất xúc tác mới cho dầu diesel sinh học 'xanh'
bởi Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia MISIS
Ảnh: Shutterstock
Một chất xúc tác công nghiệp hiệu quả để sản xuất nhanh hơn nhiên liệu sinh học ở nhiệt độ thấp đã được tổng hợp bởi một nhóm khoa học quốc tế với sự tham gia của các nhà khoa học từ Đại học MISIS. Kết quả của công trình đã được công bố trên Tạp chí Hóa học Châu Á.
Tốc độ gia tăng của các vấn đề môi trường và cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu đồng thời đang thúc đẩy các nhà khoa học trên khắp thế giới tìm kiếm các cách thay thế để thu được năng lượng. Dầu diesel sinh học là một ví dụ tuyệt vời về nhiên liệu lỏng có thể tái tạo thay thế. Nó là một loại nhiên liệu sinh học động cơ lỏng có thể giúp bù đắp nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng "xanh".
Dầu diesel sinh học có một số ưu điểm so với nhiên liệu hydrocacbon: nó an toàn hơn, không độc hại, có thể phân hủy sinh học và chứa lượng lưu huỳnh tối thiểu và các hợp chất của nó. Dầu diesel sinh học được cung cấp nhiều oxy hơn so với dầu diesel khoáng thông thường và đốt cháy hiệu quả hơn trong động cơ, do đó dẫn đến lượng khí thải hydrocacbon, CO2 và các tạp chất độc hại thấp hơn. Sự hiện diện của oxy cũng làm tăng khả năng bôi trơn của nhiên liệu, kéo dài tuổi thọ của động cơ. Ngoài ra, diesel sinh học có số cetan và điểm chớp cháy cao hơn so với diesel.
Dầu diesel sinh học là một hỗn hợp của các este axit béo có thể được điều chế từ nhiều loại dầu thực vật hoặc mỡ động vật. Ở Hoa Kỳ và Châu Âu, dầu diesel sinh học được sản xuất từ dầu ăn - dầu hướng dương hoặc dầu đậu nành, trong khi ở Ấn Độ, dầu phi thực phẩm như dầu jatropha và karanjia được sử dụng. Dầu diesel sinh học thu được bằng cách este hóa với rượu monohydric — metanol, etanol, v.v.
Chất xúc tác dị thể đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất dầu diesel sinh học ở cấp độ công nghiệp. Trong phản ứng hóa học, dầu thực vật hoặc nguồn chất béo trung tính khác phản ứng với rượu monohydric với sự có mặt của chất xúc tác, cuối cùng tạo thành dầu diesel sinh học và glycerol.
Trong công trình khoa học đã trình bày, các nhà khoa học lần đầu tiên sử dụng wollastonite làm chất xúc tác - một khoáng chất từ lớp silicat, canxi silicat tự nhiên.
"Wollastonite được tổng hợp bằng quá trình đốt cháy tự động, với L-alanin được sử dụng làm nhiên liệu đốt. Để đánh giá khả năng xúc tác của wollastonite tạo thành, phản ứng transesterification của dầu đậu nành với metanol. Sau phản ứng, dầu diesel sinh học, glycerol và chất xúc tác được thực hiện. Để tối ưu hóa tỷ lệ chất xúc tác được sử dụng trong sản xuất diesel sinh học, chúng tôi đã tiến hành một số thí nghiệm với các lượng chất xúc tác khác nhau, kết quả là chúng tôi kết luận rằng oxit kim loại kiềm và silica trong thành phần của wollastonite đã giúp Rajan Choudhary, nhà nghiên cứu tại Đại học MISIS và là một trong những tác giả của nghiên cứu, cho biết sản xuất dầu diesel sinh học (82,6%) trong thời gian ngắn hơn và ở nhiệt độ thấp hơn.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu tiếp tục tối ưu hóa chất xúc tác thu được để sử dụng trong công nghiệp.
