Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tổng hợp biodiesel bằng phản ứng este hóa axit palmitic trên vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính

1<br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> NGUYỄN THỊ THỦY<br /> <br /> NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIODIESEL BẰNG<br /> PHẢN ỨNG ESTE HÓA AXIT PALMITIC<br /> TRÊN VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH<br /> SBA-16 BIẾN TÍNH<br /> <br /> Chuyên ngành: HÓA HỮU CƠ<br /> Mã số: 60 44 27<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> Đà Nẵng - Năm 2011<br /> <br /> 2<br /> Công trình ñược hoàn thành tại<br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ THỊ LIÊN THANH<br /> <br /> Phản biện 1: GS.TS. ĐÀO HÙNG CƯỜNG TRƯỜNG<br /> <br /> Phản biện 2: GS.TSKH. TRẦN VĂN SUNG<br /> <br /> Luận văn ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt<br /> nghiệp thạc sĩ Khoa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày<br /> 25 tháng 8 năm 2011<br /> <br /> * Có thể tìm hiểu luận văn tại:<br /> - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng<br /> - Thư viện trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng.<br /> <br /> 3<br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI<br /> Hiện nay, phản ứng este hóa ñang ñược nhiều sự quan tâm<br /> của các nhà khoa học do những ứng dụng của nó trong các lĩnh vực<br /> công nghiệp chứ không chỉ ñơn thuần là trong lĩnh vực hóa học như<br /> trước kia. Các este hữu cơ ñược sử dụng ñể sản xuất nhựa, dung môi,<br /> nước hoa,... Một trong những sản phẩm chính thu ñược trong phản<br /> ứng este hóa các axit béo mạch dài là biodiesel, một loại nhiên liệu<br /> ñang rất ñược quan tâm ñể giảm sự hao hụt nhiên liệu cũng như giảm<br /> lượng khí thải ñộc hại do nhiên liệu hóa thạch gây ra.<br /> Phản ứng este hóa thông thường ñược tiến hành với xúc tác<br /> ñồng thể trong môi trường axit với sự có mặt của axit sunfuric. Tuy<br /> nhiên, khi tiến hành phản ứng với xúc tác ñồng thể thường khó tách<br /> pha, xúc tác còn lẫn trong sản phẩm khiến ñộ chọn lọc không cao. Từ<br /> khi các nhà khoa học hãng Mobil công bố loại vật liệu mao quản<br /> trung bình trật tự ñã ñược tổng hợp thành công như SBA-n bởi<br /> phương pháp sử dụng chất tạo cấu trúc copolime không ion<br /> poli(etilen oxit-b-propilen oxit-b-etilen oxit) (EOn-POm-EOn) trong<br /> môi trường axit mạnh là một trong những vật liệu ñược nghiên cứu<br /> nhiều nhất. Năm 1998, D.Zhao ñã công bố việc tổng hợp SBA-16<br /> với cấu trúc lập phương tâm khối Im3m có thành mao quản dày nên<br /> ñộ bền nhiệt, thủy nhiệt lớn và có cấu trúc kênh mao quản ba chiều<br /> thuận lợi cho việc vận chuyển các phân tử kích thước lớn bên trong<br /> mao quản dễ dàng. Vì những lí do này, vật liệu SBA-16 ñược mong<br /> ñợi sẽ rất hữu ích trong nhiều ứng dụng, bao gồm xúc tác, tách chất,<br /> <br /> 4<br /> tạo cấu trúc trong tổng hợp nano... Tuy nhiên, vật liệu silica SBA-16<br /> nguyên chất chỉ chứa các nhóm silanol Si-OH có tính axit yếu và<br /> không có hoạt tính bề mặt nên không thể sử dụng trực tiếp làm xúc<br /> tác. Các tâm hoạt ñộng như Al, Ni, Ti ñược ñưa vào vật liệu hoặc<br /> zirconia sunfat hóa mang trên vật liệu mao quản trung bình ñể làm<br /> xúc tác cho các phản ứng isome hóa, este hóa ñã thu ñược những kết<br /> quả rất khả quan.<br /> Các axit béo cao có giá trị kinh tế rất lớn và thường ñược sử dụng<br /> rộng rãi trong công nghiệp như axit palmitic, axit oleic, axit stearic. Bên cạnh<br /> ñó, từ nguyên liệu này có thể tổng hợp các ankyl este có tính chất tương tự như<br /> biodiesel ñể thay thế nhiên liệu khoáng ñang dần cạn kiệt.<br /> Vì vậy, chúng tôi chọn ñề tài “Nghiên cứu tổng hợp<br /> biodiesel bằng phản ứng este hóa axit palmitic trên vật liệu mao<br /> quản trung bình SBA-16 biến tính” góp phần mở ra ñịnh hướng<br /> mới cho công nghiệp tái sử dụng nguồn nguyên liệu phế thải vừa có<br /> lợi ích về kinh tế cao lại góp phần không nhỏ trong việc giảm thiểu ô<br /> nhiễm môi trường.<br /> 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU<br /> - Tổng hợp vật liệu SBA-16 và SBA-16 biến tính.<br /> - Khảo sát và ñánh giá hoạt tính của vật liệu mao quản<br /> trung bình SBA-16 biến tính trong phản ứng este hóa axit palmitic<br /> tạo ra biodiesel “thân thiện với môi trường”.<br /> - Tìm hiểu cơ chế phản ứng trên hệ xúc tác SBA-16 biến<br /> tính.<br /> <br /> 5<br /> 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU<br /> - Đối tượng nghiên cứu<br /> Vật liệu mao quản trung bình SBA-16, Al-SBA-16, SBA16 biến tính bằng SO42-/ZrO2 (SZ/SBA-16)<br /> Phản ứng este hóa axit palmitic<br /> - Phạm vi nghiên cứu<br /> Nguyên cứu phản ứng este hóa axit palmitic trên xúc tác<br /> SBA-16 ñược biến tính bằng Al, SO42-/ZrO2<br /> 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết<br /> Nghiên cứu lý thuyết: thành phần hóa học, bản chất bề mặt,<br /> cấu trúc mao quản của vật liệu SBA-16, phản ứng este hóa tạo sản<br /> phẩm biodiesel trên hệ xúc tác vật liệu mao quản trung bình SBA-16<br /> biến tính và cơ chế của phản ứng ñó.<br /> 4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm<br /> Tiến hành các thí nghiệm tổng hợp và làm thay ñổi cấu trúc<br /> và tính chất hệ xúc tác dị thể: tổng hợp vật liệu SBA-16 và SBA-16<br /> biến tính bởi SO42-/ZrO2; tổng hợp Al-SBA-16 ñi từ nguồn nhôm<br /> ankoxit.<br /> Khảo sát vật liệu SBA-16 biến tính bằng một số phương<br /> pháp vật lý hiện ñại: phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng<br /> (TG/DTA), phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD), phương pháp<br /> phân tích theo phổ hồng ngoại (IR), phương pháp hiển vi ñiện tử quét<br /> (SEM), phương pháp hấp phụ-giải hấp ñẳng nhiệt (BET), phương<br /> pháp khử hấp phụ amoniac theo chương trình nhiệt ñộ (NH3-TPD).<br /> <br />