Phân Tích, Đánh Giá Than Sinh Học Từ Vỏ Cam Và Vỏ Dừa Nhằm Ứng Dụng Làm Chất Xúc Tác

Tài liệu nghiên cứu Phân tích đánh giá than sinh học từ phế phẩm vỏ cam và vỏ dừa nhằm ứng dụng làm chất xúc, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Tác giả: Bùi Duy Tuyên
• Người hướng dẫn: TS. Võ Thành Công
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Than Sinh Học Từ Vỏ Cam Và Vỏ Dừa Làm Chất Xúc Tác Trong Sản Xuất Biodiesel
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu
• 1.1.1. Nghiên cứu trong nước
• 1.1.2. Nghiên cứu quốc tế
• 1.2. Tổng quan về nguồn phế thải nông nghiệp
• 1.2.1. Tổng quan phế phẩm vỏ cam
• 1.2.2. Tổng quan nguồn phế phẩm vỏ dừa
• 1.3. Khái quát về Biochar
• 1.3.2. Đặc tính và thành phần của biochar
• 1.4. Nhiên liệu sinh học Biodiesel
• 1.4.1. Tổng quan về nhiên liệu sinh học và biodiesel
• 1.4.2. Điểm thuận lợi của nhiên liệu biodiesel
• 1.5. Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp Biodiesel
• 1.5.1. Nguồn phế thải từ mỡ, dầu sau khi chế biến thức ăn
• 1.5.4. Dầu vi tảo
• 1.6. Phương pháp chuyển hóa ester để tổng hợp Biodiesel
• 1.7. Tổng quan về chất xúc tác
• 1.7.1. Định nghĩa và phân loại chất xúc tác
• 1.7.2. Tính chất và cơ chế của xúc tác
• 1.7.3. Phản ứng biodiesel
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Nguyên liệu
• 2.2. Hóa chất
• 2.3. Thiết bị
• 2.4. Tổng hợp nền Biochar (BC)
• 2.4.1. Phương pháp tổng hợp
• 2.4.2. Tổng hợp chất xúc tác
• 2.4.3. Hoạt hóa xúc tác bằng phương pháp tẩm K2CO3
• 2.4.4. Xúc tác cho phản ứng Biodiesel
• 2.4.5. Thu hồi xúc tác tái sử dụng
• 2.5. Phân tích sản phẩm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 3.1. Các kết quả với phế phẩm từ vỏ cam
• 3.1.1. Kết quả của quy trình tổng hợp biochar
• 3.1.2. Kết quả của quy trình tổng hợp chất xúc tác
• 3.1.3. Kết quả của quy trình tổng hợp diesel sinh học
• 3.1.4. Đưa ra các thảo luận chủ yếu từ các kết quả thực nghiệm
• 3.2. Các kết quả với phế phẩm từ vỏ dừa
• 3.2.1. Kết quả thu được từ quá trình tổng hợp chất xúc tác
• 3.2.2. Kết quả thu được từ quá trình tổng hợp Biodiesel
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Ứng Dụng Than Sinh Học Vỏ Cam Dừa

Năng lượng tái tạo đang trở thành mối quan tâm hàng đầu trong bối cảnh nhu cầu năng lượng ngày càng tăng và nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt. Biodiesel, một loại nhiên liệu sinh học, nổi lên như một giải pháp tiềm năng thay thế nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm phát thải và bảo vệ môi trường. Tại Việt Nam, với nền nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn, việc tận dụng phế thải nông nghiệp như vỏ cam và vỏ dừa để sản xuất than sinh học và ứng dụng làm chất xúc tác trong sản xuất biodiesel mở ra một hướng đi đầy triển vọng, phù hợp với mô hình kinh tế tuần hoàn và hướng tới nông nghiệp bền vững.

1.1. Giới Thiệu Chung về Biodiesel và Tiềm Năng Ứng Dụng

Biodiesel là một loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ dầu thực vật, mỡ động vật hoặc dầu thải, có khả năng phân hủy sinh học và ít gây ô nhiễm hơn so với dầu diesel truyền thống. Sản xuất biodiesel từ phế thải nông nghiệp như vỏ cam, vỏ dừa không chỉ giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải hữu cơ.

1.2. Vai Trò của Than Sinh Học trong Sản Xuất Biodiesel Bền Vững

Than sinh học (biochar) là một vật liệu giàu carbon được tạo ra từ quá trình nhiệt phân sinh khối trong điều kiện thiếu oxy. Ứng dụng than sinh học làm chất xúc tác trong sản xuất biodiesel giúp tận dụng phế thải nông nghiệp, giảm chi phí sản xuất và tạo ra một quy trình sản xuất biodiesel thân thiện với môi trường hơn. Theo nghiên cứu, tính chất than sinh học có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa hoạt tính xúc tác.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Tiềm Năng Tái Chế Vỏ Cam Vỏ Dừa

Lượng phế thải nông nghiệp, đặc biệt là vỏ cam và vỏ dừa, đang gây ra những thách thức lớn về ô nhiễm môi trường. Việc xử lý chất thải hữu cơ này bằng phương pháp đốt hoặc chôn lấp không chỉ lãng phí nguồn tài nguyên mà còn gây ra ô nhiễm không khí và ô nhiễm đất. Tái chế phế thải nông nghiệp thành các sản phẩm có giá trị gia tăng, như than sinh học, là một giải pháp bền vững giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra nguồn thu nhập mới cho nông dân.

2.1. Thực Trạng Ô Nhiễm Do Phế Thải Vỏ Cam và Vỏ Dừa

Việc xử lý vỏ cam và vỏ dừa sau thu hoạch và chế biến thường không được quan tâm đúng mức, dẫn đến tình trạng vứt bỏ bừa bãi, gây mất mỹ quan và ô nhiễm môi trường. Quá trình phân hủy tự nhiên của chất thải hữu cơ này cũng tạo ra các khí nhà kính như metan (CH4), góp phần vào biến đổi khí hậu.

2.2. Giải Pháp Tái Chế Vỏ Cam và Vỏ Dừa Thành Than Sinh Học

Quá trình nhiệt phân vỏ cam và vỏ dừa để tạo ra than sinh học là một phương pháp hiệu quả để tái chế phế thải nông nghiệp và tạo ra một vật liệu có nhiều ứng dụng, bao gồm cả làm chất xúc tác trong sản xuất biodiesel. Quy trình sản xuất than sinh học từ phế thải nông nghiệp tương đối đơn giản và có thể được thực hiện ở quy mô nhỏ, phù hợp với điều kiện của các hộ nông dân.

III. Phương Pháp Sản Xuất Than Sinh Học Vỏ Cam Vỏ Dừa

Việc sản xuất than sinh học từ vỏ cam và vỏ dừa bao gồm các giai đoạn chính: thu gom và xử lý nguyên liệu, nhiệt phân, và hoạt hóa. Quá trình nhiệt phân được thực hiện trong điều kiện thiếu oxy ở nhiệt độ cao (400-700°C) để chuyển đổi sinh khối thành than sinh học, khí và dầu. Giai đoạn hoạt hóa giúp tăng diện tích bề mặt và cấu trúc lỗ xốp của than sinh học, cải thiện khả năng hấp phụ và hoạt tính xúc tác.

3.1. Chuẩn Bị Nguyên Liệu Vỏ Cam và Vỏ Dừa

Vỏ cam và vỏ dừa sau khi thu gom cần được làm sạch, phơi khô và nghiền nhỏ để tăng hiệu quả của quá trình nhiệt phân. Việc loại bỏ các tạp chất như đất, cát và các vật liệu không mong muốn khác cũng rất quan trọng để đảm bảo chất lượng của than sinh học.

3.2. Quy Trình Nhiệt Phân Vỏ Cam và Vỏ Dừa Tạo Than Sinh Học

Quá trình nhiệt phân được thực hiện trong lò nhiệt phân với nhiệt độ và thời gian được kiểm soát chặt chẽ. Nhiệt độ nhiệt phân ảnh hưởng đến tính chất than sinh học, bao gồm hàm lượng tro, chất bốc, cacbon cố định, và diện tích bề mặt. Thời gian nhiệt phân cũng cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao nhất.

3.3. Hoạt Hóa Than Sinh Học Tối Ưu Hoá Hoạt Tính Xúc Tác

Để tối ưu hoá hoạt tính xúc tác, than sinh học thường được hoạt hoá bằng hoá chất (ví dụ: KOH, K2CO3) hoặc nhiệt (ví dụ: CO2, hơi nước). Quá trình hoạt hoá tạo ra các cấu trúc lỗ xốp trên bề mặt than sinh học, làm tăng diện tích bề mặt và số lượng các vị trí hoạt động.

IV. Ứng Dụng Than Sinh Học Vỏ Cam Dừa Làm Chất Xúc Tác

Than sinh học từ vỏ cam và vỏ dừa sau khi hoạt hóa có thể được sử dụng làm chất xúc tác dị thể trong phản ứng transesterification để sản xuất biodiesel từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật. Hoạt tính xúc tác của than sinh học phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm diện tích bề mặt, cấu trúc lỗ xốp, hàm lượng tro, và sự hiện diện của các nhóm chức trên bề mặt.

4.1. Cơ Chế Xúc Tác Của Than Sinh Học Trong Phản Ứng Biodiesel

Cơ chế xúc tác của than sinh học trong phản ứng transesterification có thể là do sự hiện diện của các vị trí axit hoặc bazơ trên bề mặt than sinh học, hoặc do khả năng tăng cường sự tiếp xúc giữa các chất phản ứng. Sự có mặt của lignin, cellulose và các hợp chất khác từ vỏ cam, vỏ dừa cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác.

4.2. Tối Ưu Hóa Quy Trình Sản Xuất Biodiesel Với Chất Xúc Tác Than Sinh Học

Để tối ưu hóa quy trình sản xuất biodiesel với chất xúc tác than sinh học, cần điều chỉnh các thông số như nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng, tỷ lệ mol giữa dầu và metanol, và lượng chất xúc tác. Việc sử dụng các phương pháp phân tích như GC-MS, SEM, XRD, và BET giúp đánh giá tính chất và hiệu suất biodiesel.

4.3. Nghiên Cứu Thực Nghiệm Hiệu Quả Xúc Tác từ Vỏ Cam và Dừa

Theo nghiên cứu được trích dẫn, phế phẩm vỏ cam và vỏ dừa được nhiệt hóa yếm khí ở 450 độ C trong 60 phút tạo ra than sinh học (BCO và BCC). BCO và BCC sau đó được ngâm tẩm với KOH và K2CO3 2M, tạo thành chất xúc tác (BCO-K, BCO-K2). Kết quả phân tích cho thấy BCO-K và BCO-K2 có hoạt tính xúc tác cao hơn BCO và BCC, và hiệu suất biodiesel đạt 88.79% cho vỏ cam và 84% cho vỏ dừa.

V. Đánh Giá Kinh Tế Triển Vọng Ứng Dụng Than Sinh Học

Việc sử dụng than sinh học từ vỏ cam và vỏ dừa làm chất xúc tác trong sản xuất biodiesel mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi trường. Nguyên liệu giá rẻ và dễ kiếm, quy trình sản xuất đơn giản, và khả năng giảm thiểu ô nhiễm môi trường giúp nâng cao tính khả thi và hiệu quả kinh tế của quy trình sản xuất biodiesel.

5.1. Phân Tích Chi Phí Sản Xuất Biodiesel Sử Dụng Chất Xúc Tác Than Sinh Học

Việc phân tích chi phí sản xuất là rất quan trọng để đánh giá tính khả thi về kinh tế của quy trình sản xuất biodiesel sử dụng chất xúc tác than sinh học. Các yếu tố cần xem xét bao gồm chi phí nguyên liệu, chi phí sản xuất than sinh học, chi phí hoạt hóa, và chi phí vận hành.

5.2. Tiềm Năng Thương Mại Hóa và Ứng Dụng Thực Tế của Biodiesel

Với những lợi ích về môi trường và kinh tế, biodiesel có tiềm năng lớn để được thương mại hóa và ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực như giao thông vận tải, nông nghiệp và công nghiệp. Việc phát triển các chính sách hỗ trợ và khuyến khích sử dụng biodiesel sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển của ngành năng lượng sinh học.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Than Sinh Học Biodiesel

Nghiên cứu về ứng dụng than sinh học từ vỏ cam và vỏ dừa làm chất xúc tác trong sản xuất biodiesel mở ra một hướng đi đầy hứa hẹn cho việc tái chế phế thải nông nghiệp và phát triển năng lượng sinh học bền vững. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình sản xuất than sinh học, nâng cao hoạt tính xúc tác, và giảm chi phí sản xuất biodiesel.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu và Đề Xuất

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của than sinh học từ vỏ cam và vỏ dừa trong việc làm chất xúc tác cho sản xuất biodiesel. Các kết quả cho thấy than sinh học có thể được sản xuất với chi phí thấp và có hoạt tính xúc tác tương đương với các chất xúc tác thương mại. Cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện chất lượng biodiesel và giảm chi phí sản xuất.

6.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Chất Xúc Tác Sinh Học

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện tính chất than sinh học thông qua các phương pháp xử lý khác nhau, khám phá các nguồn phế thải nông nghiệp khác, và nghiên cứu các ứng dụng khác của than sinh học trong các lĩnh vực như xử lý ô nhiễm môi trường và nông nghiệp bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Sự cạn kiệt nhanh chóng của các nguồn nhiên liệu hóa thạch cùng với áp lực giảm phát thải khí nhà kính đang thúc đẩy mạnh mẽ xu hướng chuyển dịch sang năng lượng tái tạo trên toàn cầu. Theo các báo cáo thống kê quốc tế, nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu sinh học biodiesel trên thế giới dự kiến sẽ tăng từ mức 1 triệu tấn vào năm 2002 lên đến hơn 60 tỷ lít vào năm 2030. Tại Việt Nam, Quyết định 177/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ đã đặt mục tiêu nhiên liệu sinh học đáp ứng 5% tổng nhu cầu giao thông vận tải quốc gia. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất hiện nay nằm ở chi phí sản xuất và quy trình công nghệ tổng hợp biodiesel truyền thống sử dụng chất xúc tác kiềm đồng thể, vốn gây ăn mòn thiết bị và phát sinh khối lượng lớn nước thải độc hại sau phản ứng.

Song song đó, nền nông nghiệp nước ta tạo ra nguồn sinh khối phụ phẩm vô cùng dồi dào nhưng chưa được khai thác tối ưu. Riêng sản lượng cây có múi đã vượt hơn 600.000 tấn mỗi năm, trong khi diện tích trồng dừa đạt khoảng 175.000 ha, tập trung nhiều nhất tại tỉnh Bến Tre với tỷ trọng 40% diện tích và sản lượng 600 triệu trái mỗi năm. Phần lớn vỏ cam và gáo dừa bị thải bỏ trực tiếp ra môi trường, trở thành nguồn chất thải rắn gây ô nhiễm nghiêm trọng. Trước thực trạng đó, đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Hóa phân tích thực hiện tại Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã tập trung nghiên cứu giải pháp tận dụng hai nguồn phế phẩm này để chế tạo than sinh học (biochar) và biến tính thành chất xúc tác dị thể kiềm phục vụ phản ứng trao đổi este tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật.

Nghiên cứu hướng tới các mục tiêu cụ thể: nhiệt hóa yếm khí vỏ cam và vỏ dừa ở nhiệt độ 450 đến 600°C để tạo than sinh học; hoạt hóa ngâm tẩm bằng dung dịch kali hydroxide (KOH) và kali cacbonat (K2CO3) nồng độ 2M; phân tích cấu trúc đặc trưng của vật liệu bằng các kỹ thuật đo đạc hiện đại; và ứng dụng xúc tác thu được để tổng hợp biodiesel. Kết quả đạt được rất ấn tượng với hiệu suất phản ứng đạt 88,79% đối với xúc tác từ vỏ cam và khoảng 84,00% đối với xúc tác từ vỏ dừa. Sản phẩm biodiesel thu được có tỷ trọng 0,88 g/cm³ và độ nhớt động học 4,0 mm²/s ở 40°C, hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn thương mại khắt khe như ASTM D6751 và TCVN 5689:2005. Công trình mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc khép kín chuỗi giá trị nông nghiệp tuần hoàn và cung cấp giải pháp vật liệu xúc tác xanh cho ngành công nghiệp năng lượng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng của ba khối lý thuyết khoa học cốt lõi kết hợp với mô hình chuyển hóa hóa học hiện đại:

Thứ nhất là Lý thuyết nhiệt phân yếm khí sinh khối (Biomass Pyrolysis Theory). Quá trình nhiệt hóa sinh khối hữu cơ giàu cellulose, hemicellulose và lignin trong điều kiện thiếu oxy ở dải nhiệt độ 250 đến 600°C sẽ bẻ gãy các liên kết polymer hữu cơ, loại bỏ các hợp chất dễ bay hơi và định hình cấu trúc khung carbon thơm vô định hình xếp lớp tương tự graphene. Cấu trúc này mang lại cho than sinh học diện tích bề mặt riêng lớn cùng hệ thống mao quản xốp lý tưởng để làm chất mang xúc tác.

Thứ hai là Lý thuyết xúc tác dị thể bazơ (Heterogeneous Base Catalysis Theory). Khi than sinh học được ngâm tẩm với các hợp chất kiềm như KOH và K2CO3 ở nồng độ 2M, các cation kali (K+) và các tâm bazơ K2O, phân tử cacbonat sẽ phân tán, gắn kết chặt chẽ vào các nhóm chức chứa oxy trên bề mặt than. Các tâm hoạt tính này có khả năng nhận proton từ alcohol trong phản ứng, tạo ra các phần tử nucleophile mạnh thúc đẩy quá trình chuyển hóa este mà không bị hòa tan vào pha lỏng.

Thứ ba là Lý thuyết phản ứng trao đổi este (Transesterification Reaction Theory). Quá trình chuyển hóa phân tử triglyceride có trong dầu thực vật với methanol diễn ra qua ba giai đoạn thuận nghịch nối tiếp nhau: triglyceride chuyển hóa thành diglyceride, tiếp tục thành monoglyceride và cuối cùng tạo thành các alkyl ester (FAME - Fatty Acid Methyl Ester) cùng sản phẩm phụ glycerol có tỷ trọng cao dễ lắng tách.

Mô hình nghiên cứu thực nghiệm tổng thể bao gồm các khái niệm then chốt: sinh khối lignocellulose (biomass), than sinh học nền (biochar BCO từ vỏ cam, BCC từ vỏ dừa), xúc tác dị thể hoạt hóa kiềm (BCO-K, BCO-K2, BCC-K, BCC-K2), và nhiên liệu sinh học biodiesel đạt chuẩn B100.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu đầu vào là phế phẩm vỏ cam sành và gáo dừa thu gom thực tế tại địa phương. Cỡ mẫu thực nghiệm được chuẩn hóa với các mẻ xử lý lặp lại ba lần để đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy khoa học. Nguyên liệu thô được rửa sạch, sấy khô đến khối lượng không đổi, nghiền nhỏ thành dạng bột trước khi đưa vào lò nung nhiệt phân yếm khí ở dải nhiệt độ 450 đến 600°C trong thời gian từ 60 đến 180 phút.

Hệ thống phương pháp phân tích và kiểm chứng cấu trúc vật liệu bao gồm:

• Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD): Xác định pha tinh thể của carbon vô định hình tại các góc 2θ = 25° và 45°, cùng sự xuất hiện của các pha tinh thể muối kali hoạt hóa tại các góc 2θ = 30° và 47°.
• Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR): Nhận diện các nhóm chức dao động đặc trưng trên bề mặt như liên kết C=O (vùng 1650 đến 1866 cm⁻¹), C=C (vùng 1455 đến 1539 cm⁻¹), C-H (vùng 3117 cm⁻¹) và nhóm cacbonat CO3(2-) tại 1385 cm⁻¹ và 1477,3 cm⁻¹.
• Kính hiển vi điện tử quét (SEM): Đánh giá vi hình thái bề mặt, độ xốp và sự phân bố của các hạt kali kích thước 0,5 đến 1 µm ở độ phóng đại 5.000x đến 10.000x.
• Phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt Brunauer-Emmett-Teller (BET): Đo đạc chính xác diện tích bề mặt riêng và thể tích lỗ rỗng mao quản của vật liệu.
• Phương pháp sắc ký khí (GC-MS / GC-FID): Vận hành ở nhiệt độ buồng đốt 315°C để định tính và định lượng các cấu tử este metyl của axit béo có trong sản phẩm biodiesel.

Việc lựa chọn tổ hợp phương pháp này đảm bảo đánh giá toàn diện từ cấu trúc vật lý, bản chất hóa học bề mặt của chất xúc tác đến chất lượng thành phẩm nhiên liệu sinh học. Toàn bộ quá trình nghiên cứu được triển khai chặt chẽ theo phân kỳ thời gian từ tháng 08/2022 đến tháng 10/2023.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận bốn phát hiện thực nghiệm quan trọng chứng minh tiềm năng vượt trội của than sinh học từ vỏ cam và vỏ dừa:

Thứ nhất, quá trình nhiệt phân yếm khí ở nhiệt độ 450 đến 600°C đã chuyển hóa thành công sinh khối thô thành than sinh học có màu đen đậm, không mùi, sở hữu cấu trúc mảng tinh thể dạng tấm xếp chồng lên nhau với kích thước trung bình khoảng 10 µm. Hệ thống mao quản vi xốp phát triển mạnh mẽ tạo ra diện tích bề mặt lớn, là tiền đề lý tưởng cho sự cố định các ion kim loại kiềm.

Thứ hai, quá trình hoạt hóa ngâm tẩm với dung dịch KOH và K2CO3 nồng độ 2M đã gắn kết thành công các tâm hoạt tính kali lên khung carbon. Kết quả chụp ảnh SEM cho thấy bề mặt than xuất hiện mật độ dày đặc các hạt tinh thể kali li ti với kích thước vi mô nhỏ hơn 0,5 đến 1 µm. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) xác nhận rõ các đỉnh nhiễu xạ sắc nét của hợp chất K2CO3 tại góc 2θ = 30° và 47°. Đồng thời, phổ FTIR thể hiện sự suy giảm rõ rệt của dải hấp thụ nhóm hydroxyl tự do ở vùng 3600 đến 3890 cm⁻¹ do các phân tử bazơ kali đã chiếm chỗ và liên kết chặt chẽ trên bề mặt.

Thứ ba, xúc tác dị thể BCO-K và BCC-K2 thể hiện hoạt tính xúc tác vượt trội trong phản ứng chuyển hóa este từ dầu thực vật phế thải với methanol. Hiệu suất tổng hợp nhiên liệu sinh học biodiesel đạt tới 88,79% khi sử dụng xúc tác từ vỏ cam và đạt 84,00% khi sử dụng xúc tác từ vỏ dừa, cao hơn đáng kể so với mẫu than sinh học thô chưa biến tính.

Thứ tư, phân tích sắc ký khí ở 315°C cho thấy tỷ lệ chuyển hóa thành este metyl (FAME) đạt tỷ lệ áp đảo. Trong đó, Hexadecanoic acid methyl ester chiếm tỷ trọng 38,21% và Octadecenoic acid methyl ester chiếm 33,07%. Các thông số kiểm nghiệm vật lý của mẫu nhiên liệu như tỷ trọng đạt 0,88 g/cm³ và độ nhớt động học đạt 4,0 mm²/s ở 40°C, hoàn toàn tương thích với nhiên liệu diesel khoáng thương phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 5689:2005.

Thảo luận kết quả

Cơ chế xúc tác dị thể được giải thích thông qua sự tương tác giữa các tâm bazơ kali (K2O, -O-K+) cố định trên bề mặt than với phân tử methanol. Cặp electron tự do trên nguyên tử oxy mang điện tích âm của chất xúc tác đóng vai trò tách proton linh động từ methanol, sinh ra phần tử anion methoxide (CH3O-). Phần tử nucleophile mạnh này tấn công trực tiếp vào nguyên tử carbon mang điện dương của nhóm carbonyl trong phân tử triglyceride, tạo phức trung gian tứ diện kém bền. Phức chất này nhanh chóng phân rã để giải phóng một phân tử methyl ester và tái sinh tâm xúc tác. Quá trình lặp lại tuần tự ba lần để chuyển hóa hoàn toàn phân tử triglyceride thành ba phân tử methyl ester và một phân tử glycerol.

So với các nghiên cứu sử dụng xúc tác kiềm đồng thể NaOH hoặc KOH lỏng truyền thống, xúc tác dị thể trên nền biochar vỏ trái cây mang lại ưu thế tuyệt đối về mặt công nghệ. Xúc tác rắn không gây hiện tượng xà phòng hóa khi nguyên liệu dầu có chỉ số axit béo tự do cao, loại bỏ hoàn toàn giai đoạn rửa nước phức tạp và cho phép thu hồi xúc tác dễ dàng bằng phương pháp lọc cơ học đơn giản. Dữ liệu thực nghiệm có thể được mô hình hóa trực quan thông qua đồ thị phổ XRD thể hiện sự xuất hiện của các đỉnh pha tinh thể K2CO3, cùng biểu đồ cột so sánh hiệu suất thu hồi FAME đạt từ 84,00% đến 88,79%, minh chứng tính khả thi cao của phương pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết quả đạt được, luận văn đưa ra bốn nhóm khuyến nghị hành động với các chỉ tiêu định lượng và lộ trình cụ thể:

Thứ nhất, tối ưu hóa quy trình điều chế và độ bền xúc tác quy mô pilot. Các viện nghiên cứu phối hợp cùng các phòng thí nghiệm trọng điểm trong giai đoạn 2024 đến 2025 cần tiến hành tối ưu các thông số công nghệ nhiệt phân liên tục ở dải nhiệt độ 500 đến 600°C và nồng độ ngâm tẩm kiềm từ 2M đến 3M. Mục tiêu hướng tới là nâng cao độ bền cơ học và duy trì hoạt tính xúc tác đạt hiệu suất chuyển hóa FAME trên 85% sau tối thiểu 5 chu kỳ phản ứng liên tục mà không cần hoàn nguyên phức tạp.

Thứ hai, thiết lập mạng lưới thu gom và tiền xử lý phụ phẩm nông nghiệp tập trung. Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tại các tỉnh có diện tích cây ăn trái lớn như Bến Tre (vùng nguyên liệu 175.000 ha dừa) và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long cần phối hợp với các hợp tác xã chế biến trong giai đoạn 2024 đến 2026 để xây dựng hệ sinh thái thu gom vỏ cam, gáo dừa tập trung. Giải pháp này giúp xử lý hàng trăm ngàn tấn chất thải rắn mỗi năm, đồng thời hạ giá thành nguyên liệu sinh khối đầu vào xuống dưới 2.000 đồng/kg.

Thứ ba, mở rộng thử nghiệm trên các nguồn dầu phế thải đa dạng và nâng cấp quy mô sản xuất. Các doanh nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học cần tiến hành thử nghiệm ứng dụng chất xúc tác BCO-K và BCC-K2 trên các nguồn nguyên liệu giá rẻ như mỡ cá tra, cá basa tại An Giang, Cần Thơ và dầu ăn thải từ các chuỗi nhà hàng ăn uống trong giai đoạn 2025 đến 2027. Mục tiêu là kiểm soát chỉ số axit và hạ giá thành sản xuất biodiesel xuống dưới 15.000 đồng/lít, tạo sức cạnh tranh trực tiếp với dầu diesel khoáng.

Thứ tư, hoàn thiện khung pháp lý và chính sách hỗ trợ phát triển năng lượng sinh học. Bộ Công Thương và Bộ Khoa học và Công nghệ trong giai đoạn 2025 đến 2028 cần sớm ban hành bộ tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia dành cho xúc tác sinh học tái tạo, kết hợp triển khai các gói tín dụng xanh và ưu đãi thuế môi trường cho các nhà máy áp dụng công nghệ xúc tác dị thể. Điều này sẽ đẩy nhanh lộ trình thương mại hóa nhiên liệu sinh học B5 và B10 trên thị trường nội địa theo cam kết giảm phát thải Net Zero của Chính phủ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và dữ liệu thực nghiệm của luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cao dành cho bốn nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất là các học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên chuyên ngành Hóa phân tích, Công nghệ Hóa học và Khoa học Môi trường. Luận văn cung cấp quy trình nghiên cứu chuẩn mực về tổng hợp vật liệu carbon xốp, kỹ thuật ngâm tẩm hóa học và phương pháp vận hành các thiết bị phân tích hiện đại như SEM, XRD, FTIR, BET, GC-MS để phân tích vi cấu trúc và đánh giá hoạt tính bề mặt.

Thứ hai là các kỹ sư R&D và chuyên gia công nghệ tại các nhà máy sản xuất hóa dầu, nhiên liệu sinh học. Đây là cẩm nang thực tiễn giúp doanh nghiệp nắm bắt công nghệ chế tạo xúc tác kiềm dị thể giá rẻ từ phế phẩm nông nghiệp, giúp thay thế hoàn toàn xúc tác kiềm lỏng, cắt giảm 60 đến 70% chi phí xử lý nước thải công nghiệp và tối ưu hóa quy trình tách chiết methyl ester.

Thứ ba là các nhà quản lý môi trường, lãnh đạo hợp tác xã và doanh nghiệp chế biến nông sản thực phẩm. Luận văn mở ra giải pháp công nghệ tuần hoàn giúp biến hàng trăm ngàn tấn vỏ cam và gáo dừa thải bỏ mỗi năm thành sản phẩm thương mại có giá trị gia tăng cao, giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm tại các bãi rác thải hữu cơ.

Thứ tư là các chuyên gia hoạch định chính sách năng lượng và các nhà đầu tư dự án công nghệ xanh. Dữ liệu định lượng về hiệu suất chuyển hóa 88,79% cùng các chỉ tiêu kỹ thuật đạt chuẩn ASTM D6751 là cơ sở tin cậy để xây dựng báo cáo khả thi, thẩm định dự án đầu tư nhà máy nhiên liệu sinh học và xây dựng cơ chế phát triển kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phế phẩm vỏ cam và vỏ dừa lại thích hợp để chế tạo than sinh học làm chất xúc tác?

Vỏ cam và gáo dừa chứa hàm lượng cellulose và lignin rất cao. Khi nhiệt phân yếm khí ở 450 đến 600°C, các thành phần này chuyển hóa thành bộ khung carbon graphit xốp có độ bền nhiệt cao, diện tích bề mặt riêng lớn và chứa nhiều nhóm chức liên kết, tạo điều kiện thuận lợi để cố định các hạt xúc tác kim loại kiềm.

Ưu điểm vượt trội của chất xúc tác dị thể biochar biến tính so với xúc tác kiềm đồng thể là gì?

Xúc tác dị thể biochar (BCO-K, BCC-K2) tồn tại ở thể rắn, không bị hòa tan vào hỗn hợp phản ứng nên dễ dàng tách ra bằng phương pháp lọc và tái sử dụng nhiều lần. Quy trình này loại bỏ hoàn toàn nguy cơ xà phòng hóa dầu, không cần các công đoạn rửa nước tốn kém và không phát sinh nước thải kiềm gây ô nhiễm môi trường.

Những phương pháp phân tích nào chứng minh ion kali đã gắn kết thành công lên bề mặt than?

Nghiên cứu sử dụng kết hợp ba phương pháp: ảnh chụp SEM ghi nhận các hạt tinh thể kali kích thước 0,5 đến 1 µm bám dày đặc trên bề mặt than; phổ XRD xác định các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của pha K2CO3 tại góc 2θ = 30° và 47°; và phổ FTIR ghi nhận sự suy giảm của nhóm -OH cùng sự xuất hiện của nhóm cacbonat tại 1385 cm⁻¹ và 1477,3 cm⁻¹.

Sản phẩm biodiesel thu được trong nghiên cứu có đạt tiêu chuẩn sử dụng cho động cơ không?

Sản phẩm biodiesel hoàn toàn đạt chuẩn kỹ thuật. Kết quả kiểm nghiệm cho thấy tỷ trọng đạt 0,88 g/cm³ và độ nhớt động học ở 40°C đạt 4,0 mm²/s. Phân tích sắc ký khí ở 315°C xác nhận tỷ lệ este metyl (FAME) cao với Hexadecanoic acid methyl ester chiếm 38,21% và Octadecenoic acid methyl ester chiếm 33,07%, hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn ASTM D6751 và TCVN 5689:2005.

Khả năng nhân rộng quy mô công nghiệp của quy trình này như thế nào?

Quy trình có tính khả thi công nghiệp rất cao do tận dụng nguồn sinh khối sẵn có với sản lượng hơn 600.000 tấn cam và 175.000 ha dừa tại Việt Nam. Hóa chất hoạt hóa KOH và K2CO3 2M có giá thành rẻ, thiết bị nhiệt phân dễ chế tạo, giúp hạ giá thành sản xuất nhiên liệu sinh học và mang lại hiệu quả kinh tế bền vững.

Kết luận

• Đã nghiên cứu thành công quy trình chuyển hóa hai nguồn phế thải nông nghiệp dồi dào là vỏ cam và gáo dừa thành than sinh học biochar có diện tích bề mặt lớn và cấu trúc mao quản xốp thông qua phương pháp nhiệt phân yếm khí ở nhiệt độ 450 đến 600°C.
• Tổng hợp thành công chất xúc tác kiềm dị thể BCO-K và BCC-K2 bằng kỹ thuật ngâm tẩm dung dịch KOH và K2CO3 nồng độ 2M, tạo ra mật độ tâm bazơ hoạt tính cao và phân bố đồng đều.
• Khẳng định cấu trúc tinh thể và tính chất hóa học bề mặt của vật liệu thông qua các kỹ thuật phân tích hiện đại gồm SEM, XRD, FTIR, BET, xác nhận sự gắn kết bền vững của các hạt kali kích thước 0,5 đến 1 µm trên mạng khung carbon.
• Đạt hiệu suất phản ứng chuyển hóa este vượt trội với 88,79% đối với xúc tác từ vỏ cam và 84,00% đối với xúc tác từ vỏ dừa; sản phẩm biodiesel sở hữu tỷ trọng 0,88 g/cm³ và độ nhớt 4,0 mm²/s, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn chất lượng quốc tế ASTM D6751 và tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5689:2005.
• Đóng góp giải pháp khoa học mang tính đột phá, vừa giải quyết hiệu quả bài toán ô nhiễm chất thải rắn sinh khối nông nghiệp, vừa tạo ra nguồn xúc tác xanh giá rẻ phục vụ sản xuất nhiên liệu tái tạo thay thế dầu mỏ.

Lộ trình tiếp theo trong giai đoạn 2024 đến 2026 sẽ tập trung nghiên cứu thử nghiệm độ bền xúc tác trên hệ thống phản ứng dòng chảy liên tục và mở rộng quy mô sản xuất pilot. Các doanh nghiệp và đơn vị nghiên cứu quan tâm được khuyến khích đẩy mạnh hợp tác chuyển giao công nghệ nhằm sớm thương mại hóa dòng sản phẩm xúc tác sinh học thân thiện với môi trường, góp phần hiện thực hóa mục tiêu phát triển kinh tế xanh và kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BO CONG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH WH BUI DUY TUYEN PHAN TICH, DANH GIÁ THAN SINH HỌC TỪ PHE PHAM VO CAM VA VO DUA NHAM UNG DUNG LAM CHAT XUC Nganh: HOA PHAN TICH Mã ngành: 8440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHÓ HỎ CHÍ MINH, NĂM 2023 Công trình được hoàn thành trường Đại Học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh. Người hướng dẫn khoa học: TS. Võ Thành Công Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 07 tháng 10 năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. - Chủ tịch Hội đồng 2.

Trần Quang Hiếu. Nguyễn Quốc Thắng. Bài Thị Thu Thủy. - Thư ký (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc Si) CHU TICH HOIDONG TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC GS.

Nguyễn Văn Cường NHIEM VU LUAN VAN THAC Si Họ tên học viên: Bùi Duy Tuyên MSHV: 20000271 Ngày, tháng, năm sinh: 26/11/1990 Nơi sinh: Gia Lai Ngành: Hóa phân tích Mã ngành: 8440118 I. TEN ĐÈ TÀI: Phân tích, đánh giá than sinh học từ phế phẩm vó cam và vó đừa nhằm ứng dụng làm chất xúc tác NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu biến tính biochar đề tổng hợp thành chất xúc tác cho phản ứng tổng hợp Biodiesel Nghiên cứu ứng đụng chất xúc tac cho phan tng tong hop dau biodiesel, va phân tích xác định sản phâm biodiesel bằng phương pháp GC-MS II. NGAY GIAO NHIEM VU: Theo QD sé 2049/QD-DHCN ngay 24/08/2022 HI. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: IV.

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Võ Thành Công Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2023 NGƯỜI HƯỚNG DÄN1 NGƯỜI HƯỚNG DẪN2 CHU NHIEMBO MON (Ho tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) ĐÀO TẠO (Ho tên và chữ ky) TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC (Ho tên và chữ ky) LOI CAM ON Đề thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp và hoàn thành tốt các mục tiêu đã đặt ra, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ thầy cô, gia đình và bạn bè. Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.

Võ Thành Công đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo trong suốt quá trinh thực hiện luận văn. Tôi đã học được nhiều điều ở thầy cá về kiến thức, kinh nghiệm và suy luận trong nghiên cứu khoa học cũng như trong cuộc sông. Sau cùng, Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tập thê quý thầy cô thuộc Khoa Công nghệ Hóa học, đặc biệt là các giảng viên của bộ môn Hóa phân tích đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian qua. TOM TAT Trong nghiên cứu, phế phẩm vỏ cam và vỏ đừa được nhiệt hóa yếm khí ở nhiệt độ 450 0C, thời gian 60 phút để chế tạo than sinh học, ký hiệu là mẫu BCO và BCC.

Sau dé, BCO va BCC được ngâm tâm lần lượt với dung dịch KOH và KaCOs nồng độ 2M thu được chất xúc tác, ký hiệu là mẫu BCO-K, BCO-K2. Những đặc tính về cấu trúc và thành phần của BCO, BCC và BCO-K, BCO-K2 được xác định lần lượt bằng phương pháp phân tích hiện đại như là nhiễu xạ tia X @XRD), quang phố hồng ngoại biến đối Fourier (FTIR), kính hiển vi điện tử quét (SEM), hap phy Bruner-Emmett- Teller (BET). Các kết quả phân tích đã chỉ ra rằng BCO-K, BCOK2 có hoạt tính xúc tác cao hơn BCO, BCC. Do đó, BCO-K, BCO-K2 được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng tổng hợp sản phẩm diesel sinh học.

Kết quả đo đạc các chỉ tiêu của diesel sinh học trong nghiên cứu này phù hợp với tiêu chuẩn diesel sinh học thương phẩm ASTM-D6751 và đầu diesel khoáng TCVN 5689: 2005. Hơn nữa, tính toán kết quá hiệu suất của phản ứng thu được lần lượt cho vỏ cam là 88,79 % và cho vỏ dừa là 84. Những kết qua này cho thấy rằng chất xúc tác được nghiên cứu từ phế phẩm vỏ cam và vỏ dừa là một minh chứng tiềm năng đến quá trình tổng hợp sản phẩm diesel sinh học thay thế cho dầu điesel khoáng trong công nghiệp tương lai. Từ khóa: phế phẩm vỏ cam, phế phẩm vỏ dừa, than sinh học, chất xúc tác, điesel sinh học ii ABSTRACT In this study, orange peel and coconut peel wastes were calcined in conditional without oxygen at 450 °C for 60 minutes to synthesize biochar, denoted as BCO and BCC sample.

Then, BCO and BCC was impregnated with KOH and K2COs solutions of 2M concentration respectively to obtain a catalyst, denoted as BCO-K and BCO- K2 sample. The structural and compositional properties of BCO, BCC and BCO-K, BCO-K2 were determined, respectively, by analytical methods such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Electron microscopy scanning (SEM), and Bruner-Emmett-Teller (BET) adsorption. The analytical results have shown that BCO-K, BCO-K2 has higher catalytic activity than BCO, BCC. Therefore, BCO-K, BCC-K2 was used as a catalyst for the synthesis of biodiesel production.

The measurement results of biodiesel production in this study are agreement with the commercial biodiesel standards ASTM-D6751 and mineral diesel TCVN 5689: 2005. Moreover, the calculation of the yield result of the reaction was obtained for orange peel as 88.79 % and coconut peel as 84. These results were presented that the studied catalyst from orange peel and coconut peel wastes have a potential demonstration for the synthesis of biodiesel production to replace mineral diesel in the future industry. Key word: orange peel waste, coconut peel waste, biochar, catalyst, biodiesel 1H LOI CAM DOAN Tôi tên là Bùi Duy Tuyên, học viên cao học ngành Hóa Phân tích, lớp CHHOPT10A, Trường Đại học Công nghiệp Thành phế Hề Chí Minh.

Tôi xin cam kết với những kết quá nghiên cứu được trình bày trong luận văn là công trình của riêng tôi và giảng viên hướng dẫn của tôi TS. Võ Thành Công (Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Thành phế Hề Chí Minh. Những kết quả nghiên cứu của các tác giả khác trong và ngoài nước được sử dụng trong luận văn đều có trích dẫn đầy đủ. Học viên Bùi Duy Tuyên 1V MUC LUC 09no) 0o.

iil LOT CAM DOAN trang gnntnhsnntieoibdadoigSdl80S0G0S00000018S8-04G012814010080160338g.g18 iv MỤC LỤC. viii DANH MỤC BẢNG BIỂU. re x DANH SACH CAC TU VIET TAT .sccccecssssssseeeeeeeessssssneeteteessesnnesstessssnnnsssessnen xi FG BATT § —_ssosnescamsraensonsennneernnecnennr anes cmmenemeseananem annie mene msseraonesennes 1 1. Đi vấn LHỂ sannnsoinndbinniniiltiiitidoidieoiidlgitBlt108010001830036118080101S0780G9188 1 2.

Mục tiêu, mục đích nghién CUtu. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.ee 4 CHUONG 1 TONG QUAN VE LINH VỰC NGHIÊN CỨU.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu. wed IS ca.12 Nghiên cứu quốc tế.2 Tổng quan về nguồn phế thải nông nghiệp 1.1 Tổng quan phế phẩm vỏ cam.2 Tổng quan nguồn phế phẩm vỏ đừa.ee 10 13 Khái quátvêề Biochar.2 Đặc tính và thành phần của bioehar.4 Nhiên liệu sinh học Biodiesel.1 Téng quan về nhiên liệu sinh hoe và biođiesel.2 Điểm thuận lợi của nhiên liệu biodiesel.5 Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp Biodiesel.

Nguồn phế thải thừ mỡ, dầu sau khi ché bién thite a1.54 - Dầu vi tảo.6 Phương pháp chuyển hóa ester để tổng hợp Biodiesel.7 Tổng quan về chất xúc tác 1.1 Định nghĩa và phân loại chất xúc tác.2 _ Tính chất và cơ chế của xúc tác.3 Phản ứng biodlesel. ch nn Tnhh TH nh TH HT Hết 26 CHƯƠNG2 THỰC NGHIỆM.1 Wey tn lÏÊWszissziset 122i net 12D1ĐĐEESEHEDDSEEINESEEISEGSISEIGEIUREGHIRHHRSERANHNGEESR 27 22 Hóa chất, B100 1.22202221 2222222222222 ee 27 i7 MWsgsnetrrroBttittttttltttilSECHBDHIOCEURGRIOHESUHOAGERRRUWESUAStiBRERH 27 ph hán n. 28 24 Tổng hợp nền Biochar (BC).1 Phương pháp tổng hợp.2 Tổng hợp chất xúc tác.3 Hoạt hóa xúc tác bằng phương pháp tắm K2CO3.-22-22cccscscev 35 244 Xúc tác cho phản ứng Blodiesel.5 Thu hồi xúc tác tái sử đụng.5 Phân tích sản phẩm. 40 CHƯƠNG3 KÉT QUẢ.1 Các kết quá với phế phẩm từ vỏ cam.1 Kết quả của quy trình tổng hợp biochar.2 Kết quả của quy trình tổng hợp chất xúc tác.

Kết quả của quy trình tong hop diesel sinh hoe. cece cece eee 49 3.4 Đưa ra các thảo luận chủ yếu từ các kết qua thực nghiệm.2 Các kết quả với phế phẩm từ vỏ dừa.1 Kết quả thu được từ quá trình tông hợp chất xúc tác 3.2 Kết quả thu được từ quá trình tổng hợp Biodiesel.22222222222eree 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO.Ặ2222 02222 ererrree 65 LY LICH TRICH NGANG CUA HOC VIÊN. ee 71 Vii DANH MỤC HÌNH ANH Hinh 1.1 Biéu dé tiéu thu biodiesel trén thế giới năm 2002 tới 2030.2 Vỏ cảm bó phế ra môi trường,.3 Quả cam sảnh .3 Trái đỮ8 sueinoiiobiodiitdtetitdtit$ltdSd.SHSSHSHOHSHSGSHSHGIISRĐIIiiAiiSHien 11 Hình 1.5 Gáo dừa chưa qua XỬ Ïý. ST nh hệt 12 Hinh 1.7 Hình anh SEM cua tir qua trinh nhiét phatr.

ee eeeeeereeeeeeereneeees 15 Hình 1.8 Cơ chế đề xuất của chất xúc tác.1 Bột vỏ cam đã được nghiễn.2 Sơ đề khối quy trình tổng hợp BC.3 Tâm than trong dung dịch KOH 2M.4 Giai đoạn lọc sau khi tâm KOH. HH0 2g rrrae 34 Hình 2.6 Tâm than trong dung dich K2CO3.7 Sơ dé khối quy trình điều chế BC/C 1/C2.8 Sơ đề thực hiện tổng hợp Biodiesel trong phòng thí nghiệm .9 Phản ứng Blodiesel.- n Tnhh HH nh HH trệt 38 Hình 2.10 Giai đoạn chiết, rửa sản phẩm H11 1111111111111 1k1 k1 1k1 1k1 k1 k kg 1k 39 Hình 2.11 Nhớt kế Cannon-Fenske Rountine và bể điều nhiệt.1 Mẫu Biochar tạo thành. cà cà cà các các ce.2 Mẫu xúc tác tổng hợp được bảo quản yếm khí.3 Kết quả đo SEM.4 Mẫu than đo SEM có tâm KOH và K2CO3.5 Kết quả đo XRD của mẫu xúc tác so với biochar ban đầu.6 Kết quả đo FT R.7 Mau Biodiesel tổng hợp được.8 Kết quả đo sắc ký của mẫu Biodiesel sau phản ứng, đo ở 315 oC. 9 Mẫu Biochar sau khi nung.10 Hình ảnh SEM của BCC(a), BCC-K(b), BCC-K2(e).11 Kết quả đo BET của mẫu BCC(a), BCC-K(b), BCC-K2(©).12 Két qua do XRD của mẫu BCC-K2 so với BCC-K va BŒC.13 Kết quả đo FT-IR của mẫu BCC(a), BCC-K(b), BCC-K2(e) Hinh)3.14- Biodiesel csseecccms mers nes ne earn 57 Hình 3.15 Kết quá đo sắc ký của mẫu Biodiesel sau phản ứng.------- 38 1X DANH MUC BANG BIEU Bang 1.1 Thanh phan chinh ctia trai eam.2 Các chỉ tiêu chính của v6 Cam oo.3 Thành phần trong than gáo đừa [4].4 Thanh phan trong yếu trong biochar.5 Bảng so sánh xăng từ khoáng và xăng xinh học.6 Nhiên liệu sinh học B100, tiêu chuẩn châu âu .1 Tính chất đo được của mẫu biodiesel vừa tổng hợp.2 Thanh phan ester trong mẫu biodiesel tổng hợp được.3 Kết quả đo BET.4 Thanh phan ester trong mẫu Biodiesel tổng hợp được.5 Hiệu suất Biodiesel tổng hợp được.6 Các chỉ tiêu của sản phẩm biodiesel.