Khóa Luận Tốt Nghiệp: Nghiên Cứu Phản Ứng Transesterification Dầu Ăn Thải

• Tác giả: Nguyễn Thị Kim Thành
• Người hướng dẫn: TS. Tran Thị Tố Nga
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Sư phạm Khoa học tự nhiên
• Đề tài: Nghiên Cứu Phản Ứng Transesterification Dầu Ăn Thải Với Xúc Tác ZnO/CaO
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023 - 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan tình hình chung nghiên cứu biodiesel
• 1.2. Phản ứng transesterification sử dụng xúc tác acid và xúc tác base
• 1.3. Tổng quan tình hình tổng hợp xúc tác CaO từ các nguyên liệu khác nhau
• 1.4. Phản ứng transesterification sử dụng xúc tác tấm kim loại với CaO
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hóa chất, chuẩn bị xúc tác
• 2.2. Phân tích nhiệt khối lượng TGA - nhiệt quét vi sai DSC. Kết quả cấu trúc bề mặt SEM và thành phần nguyên tố theo phổ EDX
• 2.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD). Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier FT-IR. Xác định hiệu suất FAME bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Đặc tính của xúc tác
• 3.2. Kết quả phân tích nhiệt khối lượng TGA - nhiệt quét vi sai DSC
• 3.3. Kết quả nhiễu xạ tia X (XRD)
• 3.4. Kết quả quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)
• 3.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng transesterification
• 3.5.1. Ảnh hưởng của các loại xúc tác
• 3.5.2. Ảnh hưởng của thời gian
• 3.5.3. Ảnh hưởng của các loại alcohol
• 3.5.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 3.5.5. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác
• 3.5.6. Ảnh hưởng tỉ lệ mol giữa methanol so với dầu
• 3.6. Kết quả phân tích thành phần FAME trong sản phẩm
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

I. Tổng quan về nghiên cứu phản ứng transesterification dầu ăn thải

Phản ứng transesterification là một quá trình quan trọng trong sản xuất biodiesel từ dầu ăn thải. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng xúc tác ZnO/CaO để tối ưu hóa hiệu suất phản ứng. Dầu ăn thải, một nguồn nguyên liệu phong phú và rẻ tiền, đang trở thành lựa chọn hàng đầu cho sản xuất biodiesel. Việc chuyển đổi dầu ăn thải thành biodiesel không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra nguồn năng lượng tái tạo.

1.1. Định nghĩa và cơ chế phản ứng transesterification

Phản ứng transesterification là quá trình chuyển đổi triglyceride thành methyl ester và glycerol thông qua phản ứng với rượu. Cơ chế này bao gồm nhiều bước, trong đó xúc tác đóng vai trò quan trọng trong việc tăng tốc độ phản ứng.

1.2. Tầm quan trọng của biodiesel từ dầu ăn thải

Biodiesel từ dầu ăn thải không chỉ giúp giảm lượng chất thải mà còn cung cấp nguồn năng lượng bền vững. Việc sử dụng dầu ăn thải làm nguyên liệu sản xuất biodiesel giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tiết kiệm chi phí.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu biodiesel

Mặc dù biodiesel từ dầu ăn thải có nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong quá trình sản xuất. Các vấn đề như hiệu suất phản ứng thấp, khó khăn trong việc thu hồi xúc tác và chất lượng sản phẩm cần được giải quyết. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng và đề xuất giải pháp cải thiện.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng

Nhiệt độ, hàm lượng xúc tác và tỉ lệ mol giữa methanol và dầu là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng transesterification. Việc tối ưu hóa các yếu tố này có thể giúp nâng cao hiệu suất sản xuất biodiesel.

2.2. Khó khăn trong việc thu hồi xúc tác

Việc thu hồi xúc tác sau phản ứng là một thách thức lớn trong sản xuất biodiesel. Các xúc tác truyền thống thường khó tái sử dụng, dẫn đến tăng chi phí và ô nhiễm môi trường.

III. Phương pháp tông hợp xúc tác ZnO CaO từ vỏ trứng

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp tông hợp xúc tác ZnO/CaO từ vỏ trứng gà, một nguồn nguyên liệu rẻ tiền và dễ kiếm. Phương pháp này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có, góp phần bảo vệ môi trường.

3.1. Quy trình tông hợp xúc tác từ vỏ trứng

Quy trình tông hợp bao gồm các bước như chuẩn bị nguyên liệu, nung vỏ trứng ở nhiệt độ cao và kết hợp với các kim loại khác để tạo ra xúc tác ZnO/CaO. Các bước này cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo chất lượng xúc tác.

3.2. Đặc tính và tính chất của xúc tác ZnO CaO

Xúc tác ZnO/CaO được đánh giá dựa trên các đặc tính như diện tích bề mặt, cấu trúc và khả năng hoạt động. Các phương pháp phân tích như SEM, TGA và XRD sẽ được sử dụng để xác định các đặc tính này.

IV. Ứng dụng thực tiễn của xúc tác ZnO CaO trong phản ứng transesterification

Xúc tác ZnO/CaO đã được áp dụng thành công trong phản ứng transesterification dầu ăn thải. Kết quả cho thấy xúc tác này không chỉ nâng cao hiệu suất phản ứng mà còn dễ dàng thu hồi và tái sử dụng, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu suất phản ứng

Nghiên cứu cho thấy hiệu suất sản xuất biodiesel đạt được khi sử dụng xúc tác ZnO/CaO cao hơn so với các xúc tác truyền thống. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của xúc tác trong quá trình sản xuất biodiesel.

4.2. So sánh với các phương pháp sản xuất khác

So với các phương pháp sản xuất biodiesel khác, việc sử dụng xúc tác ZnO/CaO mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế và môi trường. Xúc tác này cho phép thu hồi dễ dàng và tái sử dụng, giảm thiểu chất thải trong quá trình sản xuất.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về phản ứng transesterification dầu ăn thải với xúc tác ZnO/CaO đã mở ra nhiều triển vọng cho sản xuất biodiesel bền vững. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và cải thiện chất lượng xúc tác sẽ là những hướng đi quan trọng trong tương lai.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy xúc tác ZnO/CaO có khả năng nâng cao hiệu suất phản ứng transesterification, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Điều này khẳng định tiềm năng của xúc tác trong sản xuất biodiesel.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện hiệu suất và khả năng tái sử dụng của xúc tác. Việc phát triển các phương pháp sản xuất biodiesel mới từ các nguồn nguyên liệu khác cũng là một hướng đi tiềm năng.