فرانک اخلاقیان طاب

هدف از این پژوهش تثبیت نانوذرات K2O بر خاک رس بنتونیت و ارزیابی و مقایسه عملکرد آن با نانوذرات K2O خالص برای بررسی نقش پایه معدنی در تولید سوخت سبز بیودیزل است. بدین منظور، نانوکاتالیزور هتروژنی K2O/Bentonite با بارگذاری 30 % وزنی هیدروکسیدپتاسیم بر پایه بنتونیت با استفاده از روش امواج فراصوت شیمیایی تهیه و در واکنش تبادل استری روغن آفتاب گردان استفاده شد و نتیجه آن با کاتالیزور هموژن KOH و نانو ذرات K2O خالص به ترتیب برای ارزیابی عملکرد و بررسی اثر تثبیت مقایسه شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیائی نانوکاتالیزور کامپوزیتی تهیه شده با استفاده از آزمون های XRD، FESEM ، EDX ، BET و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون های خصوصیت سنجی حاکی از تهیه موفقیت آمیز نمونه K2O/Bentonite و خواص سطحی و ساختاری مناسب این نمونه به منظور به کارگیری در فرآیند تبادل استری روغن است. آزمون XRD تشکیل فاز کریستالی K2O در نمونه تهیه شده را تایید کرد. تصاویر FESEM پوشیده شدن سطح بنتونیت از وجود نانوذرات K2O با توزیع اندازه و پراکندگی یکنواخت را نشان داد. نتایج آزمون EDX موید حضور تمامی عناصر مورد استفاده و عدم وجود هر گونه ناخالصی در ساختار کاتالیزور بود. آزمون BET نشان داد که نانوکامپوزیت تهیه شده دارای سطح ویژه مناسبی است. نتایج عملکرد راکتوری نمونه ها در شرایط نسبت مولی متانول به روغن 12:1 ، مقدار کاتالیزور wt. % 3، دمای واکنش °C 65 و زمان انجام واکنش h 3 بیانگر کارایی قابل قبول نانوکامپوزیت تهیه شده با بازده تولید 17/95 % در مقایسه با نمونه های K2O خالص و KOH به ترتیب با بازده تولید 57/80 % و 62/76 % بود. کارایی بهتر را می توان به خواص سطحی و ساختاری بهبود یافته در نتیجه تثبیت ذرات فعال با به کارگیری انرژی فراصوت چون حفرات بزرگ، سطح ویژه نسبتا بالا، شکل ظاهری یکنواخت، توزیع همگن ذرات پتاسیم، برهمکنش قوی ذرات پتاسیم با لایه های بنتونیت و نیز تشکیل گروه های Al-O-H نسبت داد. همچنین ویژگی های بیودیزل تولید شده، مانند چگالی، گرانروی، نقطه ابری شدن، نقطه ریزش، عدد اسیدی و عدد ستان اندازه گیری و با استاندارد ها مقایسه شدند.