محققان دانشگاه فردوسی مشهد، جهت کاهش آلودگی‌های ناشی از سوخت‌های فسیلی، اقدام به سنتز سوخت بیودیزل از روغن سویا کردند؛ آن‌ها نانوکاتالیستی را پیشنهاد داده‌اند که باعث سهولت و تسریع در فرایند سنتز می‌شود.
به گزارش سرویس علمی ایسنا، پروفسور محمدحسن انتظاری، عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد و محقق طرح اظهار کرد: با توجه به کمبود منابع فسیلی و آلودگی ناشی از این سوخت‌ها، محققان به دنبال سوخت‌های جایگزین هستند. یکی از سوخت‌های مناسب، بیودیزل است که به عنوان جایگزینی برای گازوئیل شناخته شده است. این سوخت از واکنش روغن‌های گیاهی، حیوانی و روغن‌های پسماند خوراکی با الکل به دست می‌آید. تا به حال هزینه‌ی تولید سوخت بیودیزل با کاتالیست همگن در مقایسه با تولید سوخت دیزل زیاد بوده است. در این تحقیق تلاش شده با معرفی نوعی نانوکاتالیست غیرهمگن جامد، روشی جدید در سنتز بیودیزل ارائه شود.
وی افزود: در این طرح، روشی ساده، کم هزینه و سریع جهت سنتز بیودیزل تحت امواج فراصوت و با کمک نانوکاتالیست پتاسیم فلوئورید-گاما آلومینا (KF/γ-Al2O3)، به کار گرفته شده که مطابق با اصول شیمی سبز است. این سوخت از روغن سویا به دست آمده و ویژگی‌های مناسب سوخت را نیز دارد.
به گفته‌ی انتظاری، از مزایای این نانوکاتالیست می‌توان به قیمت ارزان، جداسازی آسان از محصول، امکان بازیافت و قابلیت استفاده‌ی مجدد، عدم خوردگی سل واکنش و مخصوصاً عدم تبدیل آن به فرم صابونی اشاره کرد.
وی تصریح کرد: از طرفی امواج فراصوت بکار گرفته شده، با تشکیل قطرات امولسیونی بسیار کوچک، سطح تماس نانوکاتالیست و روغن را افزایش داده و سبب کوتاه‌تر شدن زمان واکنش می‌شود.
محقق طرح خاطرنشان کرد: ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی بیودیزل بسیار شبیه گازوئیل معمولی است. با این حال، جایگزینی این سوخت زیستی با گازوئیل می‌تواند منجر به کاهش محسوسی در میزان هیدروکربن نسوخته، مونو‌کسیدکربن و ذرات معلق خروجی از اگزوز شود. همچنین به واسطه‌ی وجود اکسیژن در ساختمان بیودیزل، احتراق آن کامل است. همچنین نبود ترکیبات سولفوری در آن از دیگر دلایل سازگاری این سوخت با محیط زیست به شمار می‌رود.
انتظاری در ادامه با اشاره به این که چندین کشور این سوخت را با استفاده از کاتالیست‌های همگن در مقیاس صنعتی تولید کرده و در ناوگان حمل و نقل مورد استفاده قرار داده‌اند؛ تصریح کرد: با توجه به قیمت مقرون به صرفه‌تر این روش، امید می‌رود با استفاده از نانوکاتالیست غیرهمگن استفاده شده در این پروژه، سنتز بیودیزل در مقیاس صنعتی در کشور ما نیز صورت گیرد.
عضو هیأت علمی دانشگاه فردوسی مشهد در مورد چگونگی روند این تحقیق خاطرنشان کرد: در روند این مطالعه پس از سنتز نانوکاتالیست، ساختار آن با دستگاه‌های SEM، XRD، TGA، TEM و همچنین طیف‌سنجی FTIR مورد شناسایی قرارگرفت. در ادامه مخلوط روغن و متانول با نسبت‌های مولی معلوم در یک سل شیشه‌ای ریخته شد. پس از افزودن نانوکاتالیست، امواج فراصوت به نمونه اعمال شد. بعد از کامل شدن واکنش، مخلوط واکنش صاف و کاتالیست بازیافت شده چندین بار مورد استفاده قرار گرفت.
وی اظهار کرد: تبدیل روغن به بیودیزل با استفاده از اسپکتروسکوپی 1H-NMR تأئید شده است. همچنین پارامترهای مختلفی همچون نسبت مولی روغن به متانول، قدرت امواج فراصوت، مقدار نانوکاتالیست، زمان واکنش و دما بر بازده واکنش مورد بررسی قرار گرفته است.
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر محمدحسن انتظاری، دکتر الهه گوهرشادی از اعضای هیأت علمی دانشگاه فردوسی مشهد و حسن شهرکی، دانشجوی دکترای شیمی فیزیک دانشگاه صنعتی اصفهان است، در مجله‌ی Ultrasonics Sonochemistry منتشر شده است.
انتهای پیام