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Apr 13, 2024

녹색 및 신규 촉매가 존재하는 유채유 및 폐옥수수유로부터 바이오디젤 생산의 RSM 공정 최적화

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19652(2022) 이 기사 인용 1597 액세스 5 인용 지표 세부 정보 지구 온난화 및 오염 시나리오에서 녹색 합성 및 사용

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 19652(2022) 이 기사 인용

1597 액세스

5 인용

측정항목 세부정보

지구 온난화와 오염 시나리오에서 친환경 합성과 바이오디젤 사용이 최우선 과제가 되었습니다. 균질 촉매작용의 몇 가지 한계로 인해 유기염기 고정화 이종 촉매화 바이오디젤 생산이 선호되는 경로로 나타났습니다. 본 보고서는 유기염기 기능화 고표면적 자성 나노촉매로서 Peganum harmala 향신료 종자 추출물 변형 GO-CuFe2O4(SSE@GO-CuFe2O4) 나노복합체의 설계 및 합성을 보여줍니다. 피스타치오 잎은 CuFe2O4 NP를 합성하기 위한 전구체 염의 녹색 환원에 사용되었습니다. 합성된 나노물질은 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR), 주사 전자 현미경(SEM), 에너지 분산 X선 분석(EDX), 원소 매핑, 투과 전자 현미경(TEM), X선 분석을 통해 물리화학적 특성을 분석했습니다. 회절(XRD), 열중량 분석(TGA) 및 진동 시료 자력계 기술(VSM). 이어서, 유채기름과 폐옥수수기름이라는 두 가지 기질의 에스테르 교환반응에 의한 바이오디젤의 효율적인 합성에서 촉매를 조사했습니다. 바이오디젤 생산을 위한 최적 조건은 보정 곡선 및 3D 등고선 플롯 연구를 포함하여 Box-Behnken 설계를 기반으로 한 반응 표면 방법론을 통해 결정되었습니다. 손쉬운 분리 및 워크업, 녹색 배지 사용, 여러 번 재사용이 가능하고 반응 시간이 짧은 것은 본 연구의 뛰어난 이점입니다.

최근 천연에너지 자원의 과도한 소비, 날로 증가하는 환경오염, 그에 따른 지구 온난화로 인해 전 세계적으로 심각한 문제가 되고 있습니다. 산업 발전과 사회 생활 수준의 향상으로 인해 상황은 더욱 악화되었습니다1,2,3. 화석 연료의 저장은 말 그대로 고갈될 것이며 이로 인해 과학자들은 재생 가능 에너지원으로부터 비전통적 에너지를 생성하는 방법에 대해 다시 생각하고 에너지 소비를 지연시키고 유해 폐기물을 줄여 다음과 같은 결과를 초래할 수 있는 첨단 기술 방법론을 개발하게 되었습니다. 지속 가능성4,5,6,7,8. 광범위한 연구를 통해 바이오연료, 보다 정확하게는 바이오디젤이 대체 에너지를 향한 유망하고 특화된 녹색 연료로서 최상의 솔루션이 될 수 있음이 입증되었습니다9,10,11,12. 화석 연료와 달리 바이오디젤은 산소 함량이 높고 황과 발암 물질 함량이 없으며 재현성, 저렴하고 풍부한 전구체, 생분해성, 친환경성, 독성이 최소화되고 환경에 배출되는 배기 가스가 매우 낮다는 점에서 유익합니다. 연소하는 동안 화석 연료와 동등한 발열량을 갖습니다13,14,15,16,17. 또한, 바이오디젤은 연소효율과 세탄가가 높고 윤활성이 뛰어납니다. 인화점이 높기 때문에 바이오디젤은 기존 연료보다 저장, 취급 및 운송이 훨씬 안전합니다18,19,20. 오늘날 바이오디젤은 석유 연료보다 가격이 비싸지만, 이러한 유리한 문제를 고려하여 전 세계의 많은 연구 그룹이 생산 비용을 줄이기 위해 합성 프로토콜을 개발하는 데 참여하고 있습니다.

일반적으로 바이오디젤은 마이크로 에멀젼, 열분해 및 에스테르교환과 같은 다양한 경로를 따라 생산되며 그중 마지막 방법이 가장 쉽고 편리하며 지속 가능합니다9,10. 에스테르 교환은 폐식용유, 바이오 폐기물, 농업 폐기물, 동물성 지방, 식물성 기름과 같은 다양한 공급원료와 비식용 자트로파유, 카놀라유, 님유와 같은 천연 자원에서 얻어지는 알코올 분해, 주로 에스테르의 메탄올분해를 포함합니다. , 차유, 면유, 담배유등 및 식용 대두유, 팜유, 코코넛 오일, 피마자유21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34.