Využití Mg-Fe směsných oxidů syntetizovaných z různých prekurzorů jako katalyzátorů pro transesterifikaci olejů

Bc. Alena Jílková

Master's thesis

The use of Mg-Fe mixed oxides synthesized from various precursors as catalyst for transesterification of vegetable oils

Abstract:

Diplomová práce se zabývá směsnými oxidy (Mg-Fe a Mg-Al) jako katalyzátory pro transesterifikaci. Transesterifikace je reakce, při níž vzniká směs methylesterů vyšších mastných kyselin. Nejprve jsou popsány hydrotalcity, jejich syntéza, využití a kalcinace, při které dochází ke vzniku směsných oxidů. V další části jsou popsány jednotlivé typy katalýz pro transesterifikaci, tj. homogenní, heterogenní a enzymatická. Hydrotalcity byly syntetizované z různých prekurzorů (Cl-, Br-, NO3-, SO42-). Syntetizované materiály (hydrotalcity i směsné oxidy) byly charakterizovány několika metodami (XRD, SEM, ICP, TGA-MS), ze kterých byl stanovován reálný poměr kovů, specifický povrch, velikost krystalinitů, porozita atd. Směsné oxidy byly testovány jako katalyzátory v transesterifikaci ve vsádkovém reaktoru při stejných podmínkách. Nakonec byl vybraný Mg-Fe směsné oxid testován v průtokovém reaktoru za různých podmínek (teplota a zatížení katalyzátoru) a jeho aktivita porovnána s Mg-Al směsným oxidem. Nakonec byl proveden i dlouhodobý katalytický test (320 h.) pro zjištění stability katalyzátorů. Byla také stanovena stabilita katalyzátoru.

Abstract:

This diploma thesis deals with mixed oxides (Mg-Fe and Mg-Al) as catalysts for transesterification. Transesterification is a reaction that produces a mixture of higher fatty acid methyl esters. Hydrotalcits are first described, their synthesis, utilization and calcination, which result in the formation of mixed oxides. In the next part the individual types of catalysis for transesterification are described, ie homogeneous, heterogeneous and enzymatic. Hydrotalcits were synthesized from various precursors (Cl-, Br-, NO3-, SO42-). The synthesized materials (hydrotalcites and mixed oxides) were characterized by several methods (XRD, SEM, ICP, TGA-MS) from which the real metal ratio, specific surface area, crystallinity size, porosity, etc. were determined. Mixed oxides were tested as catalysts in transesterification in batch reactor under the same conditions. Finally, the selected Mg-Fe mixed oxide was tested in a flow reactor under various conditions (temperature and catalyst load) and its activity compared to Mg-Al with mixed oxide. Finally, a long-term catalytic test (320 h) was carried out to determine the stability of the catalysts. Catalyst stability was also determined.

Keywords

hydrotalcity, směsné oxidy, transesterifikace, bionafta

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2018

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Martin Hájek, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Master programme / field:
Chemistry / Technical Physical Chemistry