سنتز ترموشیمیایی اسپینل سرامیکی mg-al به‎عنوان پایه نانوکاتالیست mgo/mgal2o4 برای تبدیل روغن گیاهی به سوخت سبز

روش ساده و اقتصادی ترموشیمیایی برای اولین بار جهت سنتز اسپینل mgal2o4 استفاده شد. بعد از نشاندن فاز فعال mgo به‎روش تلقیح برروی سطح اسپینل، نانوکاتالیست جدید mgo/mgal2o4 با موفقیت برای واکنش تولید بیودیزل به‎عنوان یک سوخت سبز مورد استفاده قرار گرفت. نانوکاتالیست آماده‎شده توسط آنالیزهایxray diffraction (xrd) field emission scanning electron microscopy (fesem) ،energy dispersive xray (edxdot mapping) ،brunauer–emmett–teller & barrettjoynerhalenda (betbjh) و fourier transform infrared (ftir)بررسی شد و در نهایت برای واکنش تولید بیودیزل در شرایط c°110، 3% وزنی کاتالیست نسبت به خوراک، نسبت الکل به روغن 12 و زمان hr 3 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به‎دست آمده از آنالیز xrd سنتز موفقیت آمیز اسپینل mgal2o4 را تایید کرد و تصاویر fesem نمونه سنتز شده ریخت‎شناسی یکنواخت با تشکیل خوشه‌ها (clusters) را نشان داد. آنالیز betbjh نشان داد که نمونه سنتز شده دارای اندازه قطر حفرات و سطح ویژه به ترتیب برابر nm 5.9 و m2/g 84.76 است که مقادیر مناسبی برای واکنش تولید بیودیزل است. نتایج این آنالیزها تطابق خوبی با نتایج حاصل از عملکرد نانوکاتالیست سنتز شده در واکنش تولید بیودیزل (به‎عنوان سوخت سبز) داشت به‎طوری‎که این نمونه درصد تبدیل، بسیار مناسب 92.6% را حاصل کرد. همچنین نمونه سنتز شده در شرایط واکنشی اشاره شده، بعد از شش بار استفاده درصد تبدیل حدود 64% را حاصل کرد. البته قابل ذکر است که درصد تبدیل در تکرارهای سوم تا ششم تقریبا ثابت باقی ماند. نتایج این مقاله نشان داد که روش ترموشیمیایی تلقیح علاوه‎بر سادگی و کم هزینه بودن، موجب سنتز کاتالیستی با مشخصات مطلوب و قابلیت صنعتی شدن جهت تولید سوخت سبز بیودیزل می‌شود.

Thermochemical Synthesis of MgAl Ceramic Spinel as Support for MgO/MgAl2O4 Nanocatalyst Toward Conversion of Vegetable Oil to Green Fuel

A simple and economical thermochemical method was used for synthesis of MgAl2O4 spinel for the first time. After dispersion of MgO over the spinel surface as active phase, the new MgO/MgAl2O4 nanocatalyst was successfully used for the biodiesel production as a green fuel. The prepared nanocatalyst was analyzed by XRD, FESEM, EDXDot Mapping, BETBJH and FTIR analyses. Finally, the synthesized sample was used for the biodiesel production for reaction conditions at 110 °C, catalyst to the feed ratio being 3%wt., molar ratio of alcohol to oil equals to be 12 for 3 hours reaction time. The results of the XRD analysis confirmed the successful synthesis of  MgAl2O4 spinel and the FESEM images of the synthesized sample showed a uniform morphology with the formation of clusters. The BETBJH analysis has shown that the synthesized sample had a pore size diameter and surface area of 5.9 nm and 84.76 m2/g respectively which are appropriate for the biodiesel production reaction. The results of these analyzes were in good agreement with the results of the synthesized nanocatalyst activity in the biodiesel production reaction, so that this sample achieved a good conversion of 92.6%. Also, after six times usage in the mentioned reaction conditions, the conversion for the synthesized sample was about 64%. However, it should be noted that the conversion remained almost constant in the third to sixth cycles. The results of this paper has shown that thermochemicalimpregnation method, in addition to its simplicity and low cost, leads to synthesis of catalyst with favorable characteristics and industrialization capability.