Příprava heterogenních kyselých katalyzátorů na bázi siloxanů pro syntézu bionafty

Barbora VOJÁČKOVÁ

Bachelor's thesis

Preparation of heterogeneous siloxane-based acid catalysts for biodiesel synthesis

Abstract:

V této bakalářské práci jsou popsány postupy syntézy dvou heterogenních kyselých katalyzátorů na bázi siloxanů pro esterifikaci mastných kyselin na bionaftu. Základem syntézy těchto katalyzátorů je imobilizace homogenní složky na vybraný pevný nosič. Oba připravené katalyzátory byly následně charakterizovány strukturními analytickými metodami. Další částí této práce byla evaluace katalytické aktivity připravených katalyzátorů, a to na modelové reakci esterifikace. Jako výchozí látky byly použity kyselina olejová a ethanol. Oba katalyzátory vykazovaly skvělou katalytickou aktivitu a po reakci byly snadno odděleny od reakční směsi, proto byla zkoumána možnost jejich recyklace a opětovného použití. První katalyzátor bylo nutno přečistit a upravit poměr výchozích látek ke katalyzátoru, nakonec bylo potvrzeno, že oba katalyzátory lze opakovaně použít bez většího poklesu konverze. Také byla provedena dvoustupňová syntéza bionafty z oleje s vysokým obsahem volných mastných kyselin, na tento pokus byl vybrán jeden ze dvou připravených katalyzátorů. Bylo zjištěno, že tento katalyzátor vykazuje i transesterifikační katalytickou aktivitu, čímž je zdůrazněna jeho univerzálnost a potenciální použitelnost v procesech výroby bionafty.

Abstract:

This thesis describes the synthesis procedures of two heterogeneous siloxane-based acid catalysts employed in the esterification of fatty acids to produce biodiesel. The catalysts are synthesized through the immobilization of a homogeneous component onto a chosen solid support, followed by characterization using structural analytical methods. The next part of this study involves evaluation of the catalytic activity of the prepared catalysts through a model esterification reaction utilizing oleic acid and ethanol as starting materials. Both catalysts showed excellent catalytic activity and could be easily separated from the reaction mixture post-reaction, therefore the possibility of recycling and reuse was investigated. The first catalyst had to be better cleaned and the ratio of feedstock to catalyst had to be modified, finally it was confirmed that both catalysts could be reused without a significant decrease in conversion. Furthermore, a two-step synthesis of biodiesel from oil containing high levels of free acid was also performed. For this experiment was selected one of the two prepared catalysts. It was found that this catalyst also exhibited transesterification catalytic activity, underscoring its versality and potential applicability in biodiesel production processes.

Keywords

Heterogenní katalyzátor, esterifikace, mastné kyseliny, bionafta, pevný nosič

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Thu Huong Nguyen Thi, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry and Toxikolgy / Chemistry and Toxicology