بررسی و بهینه‌سازی تولید بایودیزل در حضور نانوساختار چارچوب ایمیدازولی زئولیتی -8 (ZIF-8) با روش سطح پاسخ

Abstract

در سال‌های اخیر، یافتن یک سوخت جایگزین به دلیل محدودیت منابع سوخت‌های فسیلی، افزایش قیمت نفت‌خام و اهمیت نشر گازهای گلخانه‌ای بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین، تلاش برای کشف و بهره‌برداری از سوخت‌های سبز به‌طور پیوسته افزایش یافته است. بایودیزل از مهم‌ترین اعضای این خانواده از سوخت‌ها است. در این پژوهش، فرایند استری‌شدن تولید بایودیزل برای نخستین بار با نانوساختار چارچوب ایمیدازولی زئولیتی -8 (ZIF-8) تهیه شده با روش سبز، صنعتی و سازگار با محیط زیست، مورد بررسی قرار گرفت. چارچوب مذکور (ZIF-8) که زیرمجموعه‌ای از خانواده بزرگ چارچوب‌های فلز-آلی (MOFs) است به دلیل پایداری گرمایی و شیمیایی بالا و سطح تماس بسیار بالا به‌عنوان کاتالیست ناهمگن در فرایند تولید بایودیزل انتخاب شد. شرایط عملیاتی شامل زمان، دمای واکنش و نسبت مولی الکل به اسید چرب مربوط به تولید بایودیزل با روش سطح پاسخ بهینه شد. تحت شرایط بهینه واکنش یعنی دمای 70 درجه سانتی‌گراد، زمان حدود 70 دقیقه، مقدار 0/05 گرم از نانوکاتالیست ZIF-8 و کمترین مقدار ممکن نسبت مولی الکل به اسید چرب: 15 به 1، بیشترین بازده تولید بایودیزل 57% به‌دست آمد. همچنین، مقدار انرژی فعال‌سازی در حضور کاتالیست مورد نظر، 6375 کیلوژول بر مول محاسبه شد.