การผลิตไบโอดีเซลจากปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาผสมโพแทสเซียม ซิงค์ บนตัวรองรับเมโซพอรัสซิลิกา

Abstract

กระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันถั่วเหลืองกับเมทานอล โดยใช้สารประกอบผสมของโพแทสเซียมและซิงค์บนตัวรองรับเมโซพอรัสซิลิกาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์ ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาเตรียมโดยวิธีจุ่มชุ่มของสารละลายซิงค์ไนเตรทและสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ จากนั้นนำไปเผาที่อุณหภูมิ 450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 6 ชั่วโมงและที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมงสำหรับซิงค์และโพแทสเซียมตามลำดับ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้นำมาวิเคราะห์สมบัติทางกายภาพด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ และการวิเคราะห์การดูดซับและการคายซับด้วยแก๊สไนโตรเจน จากนั้นศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมโดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่มีผลต่อการเกิดทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน คือ ปริมาณของซิงค์ ปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา และเวลาในการเกิดปฏิกิริยา โดยพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ซิงค์ 0.5เปอร์เซ็นต์ และโพแทสเซียม 15เปอร์เซ็นต์ มีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยามากที่สุด คือมีการเปลี่ยนแปลงของไตรกลีเซอไรด์ไปเป็นเมทิลเอสเทอร์ถึง 96 เปอร์เซ็นต์ โดยในการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 15 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนัก และใช้เวลาในการเกิดปฏิกิริยา 10 ชั่วโมง

Biodiesel production from transesterification by potassium zinc composite catalyst supported on mesoporous silica

Chanatip Samart¹, Kanthana Klaigaew¹, Prasert Reubroycharoen² and Chaiyan Chaiya³

¹Department of Chemistry Faculty of Science and Technology Thammasat University Klongluang Pathumtani Thailand 12121

²Department of Chemical Technology Faculty of Science Chulalongkorn University Bangkok Thailand 10330

³Chemical Engineering Division Faculty of Engineering Rajamangala University of Technology Krungthep Bangkok Thailand 10120

This research developed the potassium zinc composite on mesoporous silica heterogeneous catalyst for transesterification reaction of soybean oil and methanol. The potassium and zinc composite supported on mesoporous silica were prepared by the sequential wetness impregnation of zinc nitrate and potassium iodide solution, followed by calcinations at 450˚C for 6 h and 600˚C for 3 h for zinc and potassium, respectively. The catalysts were characterized the physical properties by X-ray Diffraction (XRD) and N₂ Absorption-Desorption Analysis. The catalytic activity in transesterification was investigated by variation of three parameters : zinc amount, catalyst loading, and reaction time. The optimized condition to obtain the highest conversion was considered. The highest catalytic activity was obtained with mesoporous silica loaded with zinc 0.5% and potassium 15% When the transesterification reaction was carried out at catalyst amount of 15% and reaction time of 10 h, the conversion of soybean oil was 96%