以發煙二氧化矽製備偏矽酸鋰觸媒於催化廢食用油轉酯化反應之研究

  • 林 岱瑩

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

隨著科技的進步,能源的消耗量也與日俱增,其中以化石燃料的消耗最多,然而化石燃料屬於非再生能源,無節制的消耗未來將會造成能源缺乏。此外,燃燒化石燃料也引發空氣汙染與溫室效應等環境問題,因此尋求乾淨、低汙染的可再生能源已成為重要的議題。生質能具有低二氧化碳淨排放量、生物可降解等特性,因此愈來愈受到重視,其中生質柴油為能替代石化柴油的能源,其物性和化性與石化柴油類似,目前主要是以轉酯化反應,將植物或動物油轉化而得。轉酯化反應進行時,常加入適當的催化劑加快反應速率,其中異相觸媒因分離容易且回收方便,在反應後處理階段較勻相觸媒具便利性及經濟性,因此本實驗選用異相觸媒進行轉酯化反應。 本實驗主要研究以發煙二氧化矽為原料,利用水熱合成法來製備偏矽酸鋰觸媒,催化廢食用油轉酯化反應,並探討反應參數(如醇油比、反應溫度、觸媒添加量等)對催化效果的影響,找出反應最佳化的條件。此外,亦探討反應後生質柴油之物化性質及觸媒可重複回收之耐用性,並和商用偏矽酸鋰進行比較。最後和文獻進行成本上的比較,期望以較低成本製備出生質柴油。 由實驗結果可知,以自行合成之偏矽酸鋰直接催化廢食用油即有不錯的效果,在醇油莫耳比54、反應溫度65oC、添加10 wt%的觸媒反應4小時,可達90%的產率,較商用偏矽酸鋰(82%)效果佳,而反應得到之生質柴油,其酸價、密度、動黏度及碘價皆在美國物質試驗標準(ASTM D6751)及歐盟生質柴油燃料標準(EN 1421)的範圍內。在成本方面,與文獻之以偏矽酸鋰催化大豆油轉酯化反應比較,可知由於本研究能大幅縮短觸媒合成時間,且使用成本較低之廢食用油,因此能以較低的成本製備生質柴油。最後觸媒耐用性部分,由於反應後,油料及皂化產物之覆?,使觸媒活性下降,反應至第6次產率達38%,然而相較於商用偏矽酸鋰反應至第4次達20%的產率,本研究自行合成之偏矽酸鋰耐用性較商用偏矽酸鋰佳。
Date of Award2018 Jul 31
LanguageChinese
SupervisorBing-Hung Chen (Supervisor)

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以發煙二氧化矽製備偏矽酸鋰觸媒於催化廢食用油轉酯化反應之研究
岱瑩, 林. (Author). 2018 Jul 31

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