تهيه و اصلاح سطح زئوليت ZSM-22 با فلزهاي آهن، زيركونيم و استرانسيم و مطالعه ويژگي كاتاليستي آن ها در واكنش توليد زيست ديزل

Synthesis and modification of ZSM-22 zeolite surface by Fe, Zr and Sr metals and studying their catalytic properties in biodiesel production reaction

در اين پژوهش زئوليت ZSM-22 با روش آب­ گرمايي تهيه شد. رسوب به­ دست­آمده با محلول آمونيم ­‌نيترات بازرواني و اتم هيدروژن در ساختار آن بارگذاري شد. شرايط تهيه زئوليت مانند pH، زمان تهيه و نسبت Si/Al نيز در حين تهيه بهينه‌سازي شد. براي افزايش كارايي و ويژگي كاتاليستي زئوليت موردنظر، Fe، Zr و Sr بر ساختار H-ZSM-22 بارگذاري شدند. همچنين، فعاليت كاتاليست­هاي نمونه ­هاي تهيه­شده و تاثير آن‌ها بر روند فرايند ‌استري­ شدن روغن اولئيك اسيد بررسي شد. براي افزايش بازدهي فرايند استري­ شدن عامل­هايي مانند دما، زمان‌ واكنش، وزن كاتاليست، نسبت مولي روغن به الكل و pH محيط با استفاده از پتاسيم‌ هيدروكسيد، بهينه شدند. نتيجه­ ها نشان ‌داد، بازده‌ توليد اولئيك اسيد در شرايط بهينه برابر با 0/3گرم كاتاليست، دماي C°70، نسبت مولي1:10 از روغن به الكل، مدت 48 ساعت و بدون حضور پتاسيم ‌هيدروكسيد در حضور كاتاليست 22-Zr-H-ZSM بيشتر از ساير كاتاليست­هاي تهيه ­شده و برابر با 48 % بود.

In this study, zeolite ZSM-22 was synthesized via hydrothermal method. The obtained precipitate and ammonium nitrate solution were mixed together under reflux condition and the hydrogen was loaded into its structure. Zeolite synthesis conditions such as pH, synthesis time, and Si/Al ratio were also optimized during synthesis. Subsequently, to enhance the catalytic efficiency of the zeolites, Fe, Zr, and Sr were loaded onto the H-ZSM-22 structure during synthesis. Also, the activity of the synthesized catalysts and their effect on the process of esterification of oleic acid was investigated. To increase the efficiency of the esterification process, parameters such as temperature, reaction time, catalyst weight, molar ratio of oil to alcohol, and pH were optimized using potassium hydroxide salt. The results show that the yield of oleic acid at optimum conditions such as 0.3 g catalyst, temperature 70 ℃, 1:10 mmol molar ratio of oil to alcohol, 48 h duration and absence of potassium hydroxide, and using of the 22-Zr-H-ZSM catalyst is 48% that is more than of the other synthesized catalysts.