Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp etyl este từ mỡ bò trên xúc tác dị thể bazơ

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. 3 LỜI CAM ĐOAN. 4 DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………………5 DANH MỤC CÁC HÌNH……………………………………………………………….7 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. 11 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT.

TỔNG QUAN CHUNG VỀ DUNG MÔI SINH HỌC. Ưu, nhược điểm của dung môi sinh học. Những ứng dụng và triển vọng của dung môi sinh học. Thành phần chính của dung môi sinh học.

Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học. Sự cần thiết phải thay thế dung môi khoáng bằng dung môi sinh học. Tổng quan về tình hình sản xuất và sử dụng dung môi sinh học trên thế giới và ở Việt Nam .TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC. Nguyên liệu để tổng hợp tiền chất.

Phương pháp trao đổi este tạo tiền chất cho dung môi sinh học. Xúc tác cho phản ứng trao đổi este. Tổng quan về cao lanh và trữ lượng tiềm năng ở nước ta. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC.

Tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaY. Tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaX. TỔNG HỢP TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC. Xử lý nguyên liệu.

Thực hiện phản ứng trao đổi este. Tách và tinh chế sản phẩm. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng và tái sinh xúc tác. PHA CHẾ DUNG MÔI SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHA SƠN.

Pha chế dung môi sinh học. Tổng hợp nitroxenlulozơ. Thử nghiệm pha sơn. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN LIỆU, TIỀN CHẤT VÀ SẢN PHẨM.

Xác định thành phần nguyên liệu, sản phẩm bằng phương pháp sắc ký khí – khối phổ GC-MS. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR). Xác định chỉ số axit (ASTM D664). Xác định chỉ số xà phòng (ASTM D464).

Xác định chỉ số iốt (pr EN 14111). Xác định hàm lượng nước (ASTM D95). Xác định tỷ trọng (ASTM D 1298). Xác định độ nhớt động học (ASTM D445).

Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín (ASTM D93). Xác định thành phần axit béo. Xác định khả năng bay hơi (ASTM D 5191). Xác định trị số Kauri-butanol (ASTM D 1133).

Xác định độc tính của sản phẩm (ASTM E 1372). Đánh giá tính ăn mòn. Đánh giá điểm vẩn đục (ASTM D 5773). Đánh giá điểm đông đặc.

56 Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC SỬ DỤNG TRONG PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ESTE TẠO TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaY. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaX.

NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA MỠ BÒ THẢI THÀNH TIỀN CHẤT ETYL ESTE ĐỂ PHA CHẾ DUNG MÔI SINH HỌC. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu mỡ bò đầu vào. Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định nhanh hiệu suất etyl este trong sản phẩm bằng phương pháp đồ thị. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp etyl este từ mỡ bò trên xúc tác 30% NaOH/zeolit NaY.

Nghiên cứu quá trình tách etyl este từ hỗn hợp sản phẩm. Đánh giá chất lượng sản phẩm thu được. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG MÔI SINH HỌC TỪ TIỀN CHẤT ĐÃ TỔNG HỢP. Khảo sát thành phần tối ưu cho dung môi pha sơn.

Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học. 102 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN. 106 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ. 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

108 2 LỜI CẢM ƠN Luận án “Nghiên cứu tổng hợp etyl este trên xúc tác dị thể bazơ rắn, ứng dụng làm tiền chất để chế tạo dung môi sinh học pha sơn” đã được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình của GS.TS Đinh Thị Ngọ và PGS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng. Ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, nhà trường và người thân. Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn GS.

Đinh Thị Ngọ và PGS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng vì những giúp đỡ quý báu và hướng dẫn tận tình để luận án được hoàn thành. Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Đào tạo sau đại học, Viện Kỹ thuật Hoá học trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà Khoa học đã có nhiều ý kiến đóng góp cho luận án được hoàn chỉnh.

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện luận án. TÁC GIẢ LUẬN ÁN NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Những số liệu và kết quả được nêu trong luận án là trung thực và chưa được người khác hoặc nhóm tác giả khác công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 09 tháng 01 năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN ÁN NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.

Đặc trưng kỹ thuật của các loại ete dầu mỏ (ΓOCT. Dung môi dầu mỏ dùng cho công nghiệp sơn Bảng 1. Đặc trưng các loại xăng dung môi kỹ thuật theo tiêu chuẩn Nga Bảng 1. Thành phần axit béo của một số loại mỡ động vật Bảng 1.

Phân bố lượng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009 Bảng 1. Sản lượng thịt bò theo địa phương giai đoạn 2006 – 2010 Bảng 1. Các phương pháp chính để sản xuất metanol và etanol cho quá trình tổng hợp alkyl este Bảng 1. Những ưu và nhược điểm của phương pháp trao đổi este sử dụng xúc tác axit đồng thể Bảng 1.

Những ưu và nhược điểm của phương pháp trao đổi este sử dụng xúc tác bazơ đồng thể Bảng 1. Các loại xúc tác axit , bazơ đồng thể được dùng cho phản ứng trao đổi este Bảng 1. So sánh giữa xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể dùng trong phản ứng trao đổi este Bảng 1. Các loại xúc tác dị thể sử dụng cho phản ứng trao đổi este Bảng 1.

Các loại xúc tác enzym sử dụng cho phản ứng trao đổi este Bảng 2. Chỉ thị Hammett và khoảng pH đổi màu Bảng 2. Lượng mẫu thử thay đổi theo chi số iốt dự kiến Bảng 3. Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của zeolit NaY trước khi tẩm NaOH Bảng 3.

Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của mẫu 30% NaOH/zeolit NaY sau khi tẩm và nung Bảng 3. Thành phần hóa học của mẫu zeolit NaY tổng hợp được xác định theo các phương pháp khác nhau Bảng 3. Thành phần hóa học của zeolit NaY tổng hợp được và các mẫu sau khi tẩm NaOH với các hàm lượng khác nhau Bảng 3. Hàm lượng Na trong xúc tác NaOH/zeolit NaY sau khi tẩm tính toán từ phổ EDX Bảng 3.

Ảnh hưởng của hàm lượng thủy tinh lỏng đến quá trình tạo hạt xúc tác Bảng 3. Nghiên cứu lựa chọn kích thước hạt xúc tác Bảng 3. Các thông số đặc trưng của xúc tác 30% NaOH/ zeolitNaY Bảng 3. Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của zeolit NaX Bảng 3.

Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của mẫu 20% NaOH/zeolit NaX sau khi tẩm và nung Bảng 3. Thành phần hóa học của mẫu zeolit NaX tổng hợp được xác định theo các phương pháp khác nhau Bảng 3. Thành phần hóa học của zeolit NaX tổng hợp và các mẫu xúc tác sau khi tẩm NaOH với các hàm lượng khác nhau Bảng 3. Hàm lượng Na trong xúc tác NaOH/zeolit NaX sau khi tẩm, tính toán từ phổ EDX 5 Bảng 3.

Ảnh hưởng của hàm lượng thủy tinh lỏng đến quá trình tạo hạt xúc tác Bảng 3. Các tính chất hóa lý đặc trưng của xúc tác 20% NaOH/NaX Bảng 3. Các chỉ số đặc trưng của mỡ bò nguyên liệu trước và sau khi xử lý Bảng 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ hơi nước đến chỉ số axit Bảng 3.

Ảnh hưởng của thời gian sục hơi nước đến chỉ số axit Bảng 3. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp etyl este từ dầu nành theo độ nhớt Bảng 3. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp etyl este từ mỡ bò theo độ nhớt Bảng 3. Bảng kết quả thu được từ thực nghiệm xác định hiệu suất Bảng 3.

Kết quả GC-MS của sản phẩm etyl este từ mỡ bò Bảng 3. Kết quả so sánh hiệu suất của phản ứng tổng hợp etyl este theo phương pháp truyền thống và theo độ nhớt Bảng 3. Khảo sát quá trình tách pha sử dụng các chất trợ lắng khác nhau Bảng 3. Khảo sát tìm hàm lượng chất trợ lắng glyxerin tối ưu Bảng 3.

Tính chất của etyl este từ mỡ bò Bảng 3. Tỷ lệ pha chế dung môi từ hai thành phần chính Bảng 3. Kết quả pha sơn từ các tỷ lệ thành phần dung môi khác nhau Bảng 3. Kết quả khảo sát thành phần phụ gia trong dung môi pha sơn Bảng 3.

Chỉ tiêu của màng sơn pha từ mẫu C so với chỉ tiêu của sơn alkyd chuẩn Bảng 3. Các tính chất hóa lý của dung môi sinh học đã tổng hợp 6 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Trị số Kauri-butanol của một số chất Hình 2. Giao diện phần mềm CONVX và các bước tiến hành Hình 2.

Giao diện phần mềm CELREF Hình 2. Sơ đồ nguyên lý của EDX Hình 2. Mô hình đo độ bền nén của hạt xúc tác Hình 2. Sơ đồ thiết bị phản ứng trao đổi este pha lỏng Hình 3.

Giản đồ nhiễu xạ tia X của zeolit Y chuẩn (từ Zeolite Database) Hình 3. Giản đồ nhiễu xạ tia X zeolit NaY tổng hợp từ cao lanh Hình 3. Ảnh SEM của zeolit NaY tổng hợp Hình 3. Đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ thuộc loại I theo phân loại của IUPAC của mẫu NaY Hình 3.

Đường phân bố kích thước vi mao quản của mẫu zeolit NaY trước khi tẩm NaOH Hình 3. Giản đồ XRD của mẫu 25%NaOH mang trên zeolit NaY Hình 3. Giản đồ XRD của mẫu 30%NaOH mang trên zeolit NaY Hình 3. Giản đồ XRD của mẫu 35%NaOH mang trên zeolit NaY Hình 3.

Ảnh SEM của các mẫu zeolit được tẩm với hàm lượng NaOH khác nhau Hình 3. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của zeolit NaY tổng hợp Hình 3. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 25%NaOH/zeolit NaY Hình 3. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 30%NaOH/zeolit NaY Hình 3.

Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 35%NaOH/zeolit NaY Hình 3.