Published January 8, 2020
| Version v1
Publication
Open
A sustainable process for biodiesel production using Zn/Mg oxidic species as active, selective and reusable heterogeneous catalysts
- 1. Universidad Nacional de La Plata
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Abstract This paper describes the preparation and characterization of MgO and ZnO-based catalysts, pure and mixed in different proportions, supported on γ-Al 2 O 3 . Their catalytic performance was studied in the transesterification of soybean oil and castor oil with methanol and butanol, attempting to produce biodiesel. XRD (X-ray diffraction), SEM–EDS (scanning electron microscopy–energy dispersive X-ray spectroscopy), CO 2 -adsorption and N 2 -adsorption allowed characterizing the prepared catalysts. The characterization results were in all cases consistent with mesoporous solids with high specific surface area. All the catalysts exhibited good results, especially in the transesterification of castor oil using butanol. For this reaction, the reuse was tested, maintaining high FABE (fatty acid butyl esters) yields after four cycles. This good performance can be attributed to the basic properties of the Mg species, and simultaneously, to the amphoteric properties of ZnO, which allow both triglycerides and free fatty acids to be converted into esters. Using these catalysts, it is possible to obtain second-generation biodiesel, employing castor oil, a raw material that does not compete with the food industry. In addition, butanol can be produced from renewable biomass.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص تصف هذه الورقة إعداد وتوصيف المحفزات القائمة على MgO و ZnO، النقية والمختلطة بنسب مختلفة، المدعومة على γ - Al 2 O 3 . تمت دراسة أدائها التحفيزي في تحويل زيت فول الصويا وزيت الخروع مع الميثانول والبيوتانول، في محاولة لإنتاج الديزل الحيوي. سمح XRD (حيود الأشعة السينية) و SEM - EDS (المسح المجهري الإلكتروني - التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة) وامتصاص ثاني أكسيد الكربون وامتصاص N 2 بتوصيف المحفزات المحضرة. كانت نتائج التوصيف في جميع الحالات متسقة مع المواد الصلبة متوسطة المسام ذات مساحة سطح محددة عالية. أظهرت جميع المحفزات نتائج جيدة، خاصة في تحويل زيت الخروع باستخدام البيوتانول. بالنسبة لهذا التفاعل، تم اختبار إعادة الاستخدام، مع الحفاظ على غلة عالية من FABE (إسترات بوتيل الأحماض الدهنية) بعد أربع دورات. يمكن أن يعزى هذا الأداء الجيد إلى الخصائص الأساسية لأنواع المغنيسيوم، وفي الوقت نفسه، إلى الخصائص المذبذبة لأكسيد الزنك، والتي تسمح بتحويل كل من الدهون الثلاثية والأحماض الدهنية الحرة إلى إسترات. باستخدام هذه المحفزات، من الممكن الحصول على الجيل الثاني من الديزل الحيوي، باستخدام زيت الخروع، وهو مادة خام لا تتنافس مع صناعة الأغذية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إنتاج البيوتانول من الكتلة الحيوية المتجددة.Translated Description (French)
Résumé Cet article décrit la préparation et la caractérisation de catalyseurs à base de MgO et de ZnO, purs et mélangés en différentes proportions, supportés sur γ-Al 2 O 3 . Leur performance catalytique a été étudiée dans la transestérification de l'huile de soja et de l'huile de ricin avec du méthanol et du butanol, en essayant de produire du biodiesel. XRD (X-ray diffraction), SEM–EDS (scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy), CO 2 -adsorption et N 2 -adsorption ont permis de caractériser les catalyseurs préparés. Les résultats de caractérisation étaient dans tous les cas cohérents avec des solides mésoporeux à surface spécifique élevée. Tous les catalyseurs ont montré de bons résultats, en particulier dans la transestérification de l'huile de ricin à l'aide de butanol. Pour cette réaction, la réutilisation a été testée, en maintenant des rendements élevés en FABE (esters butyliques d'acides gras) après quatre cycles. Cette bonne performance peut être attribuée aux propriétés de base de l'espèce Mg, et simultanément, aux propriétés amphotères du ZnO, qui permettent à la fois de convertir les triglycérides et les acides gras libres en esters. En utilisant ces catalyseurs, il est possible d'obtenir du biodiesel de deuxième génération, en utilisant de l'huile de ricin, une matière première qui ne fait pas concurrence à l'industrie alimentaire. De plus, le butanol peut être produit à partir de biomasse renouvelable.Translated Description (Spanish)
Resumen Este documento describe la preparación y caracterización de catalizadores a base de MgO y ZnO, puros y mezclados en diferentes proporciones, apoyados en γ-Al 2 O 3 . Su rendimiento catalítico se estudió en la transesterificación de aceite de soja y aceite de ricino con metanol y butanol, intentando producir biodiesel. XRD (difracción de rayos X), SEM–EDS (microscopía electrónica de barrido-espectroscopía de rayos X dispersiva de energía), adsorción de CO 2 y adsorción de N 2 permitieron caracterizar los catalizadores preparados. Los resultados de caracterización fueron en todos los casos consistentes con sólidos mesoporosos con alta área de superficie específica. Todos los catalizadores mostraron buenos resultados, especialmente en la transesterificación de aceite de ricino utilizando butanol. Para esta reacción, se probó la reutilización, manteniendo altos rendimientos de FABE (ésteres butílicos de ácidos grasos) después de cuatro ciclos. Este buen rendimiento se puede atribuir a las propiedades básicas de las especies de Mg y, simultáneamente, a las propiedades anfóteras del ZnO, que permiten que tanto los triglicéridos como los ácidos grasos libres se conviertan en ésteres. Usando estos catalizadores, es posible obtener biodiesel de segunda generación, empleando aceite de ricino, una materia prima que no compite con la industria alimentaria. Además, el butanol se puede producir a partir de biomasa renovable.Files
s40643-019-0291-3.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:dbf441c5befcc9f9758c12d57615b937
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- عملية مستدامة لإنتاج الديزل الحيوي باستخدام الأنواع المؤكسدة من الزنك/المغنيسيوم كمحفزات نشطة وانتقائية وغير متجانسة وقابلة لإعادة الاستخدام
- Translated title (French)
- Un procédé durable de production de biodiesel utilisant des espèces oxydées Zn/Mg comme catalyseurs hétérogènes actifs, sélectifs et réutilisables
- Translated title (Spanish)
- Un proceso sostenible para la producción de biodiésel utilizando especies oxídicas de Zn/Mg como catalizadores heterogéneos activos, selectivos y reutilizables
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3032286216
- DOI
- 10.1186/s40643-019-0291-3
References
- https://openalex.org/W1504362703
- https://openalex.org/W1969433056
- https://openalex.org/W1971555194
- https://openalex.org/W1975218222
- https://openalex.org/W1980733989
- https://openalex.org/W1983595536
- https://openalex.org/W1994813547
- https://openalex.org/W2006327175
- https://openalex.org/W2006478991
- https://openalex.org/W2008127202
- https://openalex.org/W2024292527
- https://openalex.org/W2028925204
- https://openalex.org/W2031359576
- https://openalex.org/W2031457666
- https://openalex.org/W2034488944
- https://openalex.org/W2048191941
- https://openalex.org/W2050924501
- https://openalex.org/W2051235479
- https://openalex.org/W2068125093
- https://openalex.org/W2071297822
- https://openalex.org/W2073414346
- https://openalex.org/W2084909501
- https://openalex.org/W2085459884
- https://openalex.org/W2086071598
- https://openalex.org/W2101890450
- https://openalex.org/W2110815177
- https://openalex.org/W2122351478
- https://openalex.org/W2154527125
- https://openalex.org/W2158571208
- https://openalex.org/W2278394654
- https://openalex.org/W2321640874
- https://openalex.org/W2352394801
- https://openalex.org/W2472482432
- https://openalex.org/W2502815193
- https://openalex.org/W2504588334
- https://openalex.org/W2591709267
- https://openalex.org/W2761954754
- https://openalex.org/W2791057346
- https://openalex.org/W2792509391
- https://openalex.org/W2796443731
- https://openalex.org/W2801541789
- https://openalex.org/W2802791339
- https://openalex.org/W2803024806
- https://openalex.org/W2904592681
- https://openalex.org/W2905125248
- https://openalex.org/W2912579121
- https://openalex.org/W2917625265
- https://openalex.org/W2946807664
- https://openalex.org/W2981409846
- https://openalex.org/W2990369226
- https://openalex.org/W4211041153
- https://openalex.org/W843007777