Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ออกซิเดชันของกลีเซอรอลด้วยตัวเร่งปฏิกริยาทองระดับนาโน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Oxidation of glycerol by nanogold catalyst

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

ศิริลักษณ์ พุ่มประดับ

Second Advisor

พัชณิตา ธรรมยงค์กิจ

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเชื้อเพลิง

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.953

Abstract

ศึกษาการเพิ่มมูลค่าให้กับกลีเซอรอลซึ่งเป็นผลิตผลพลอยได้จากการผลิตไบโอดีเซล เพื่อเปลี่ยนไปเป็นกรดกลีเซอริกด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยมีทองนาโนที่ไม่มีตัวรองรับ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การตรวจสอบประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีตัวล้อมรอบอนุภาคทองคำต่างกัน 4 ชนิดคือ ซิเทรต พอลิไวนิลไพโรลิโดน พอลิเอทิลีนอิมีน และเจลาติน ที่ 60 องศา เซลเซียส ด้วยเทคนิค 13C-NMR พบว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีตัวล้อมรอบเป็นซิเทรตที่ความเข้มข้น 42.5 ส่วนในล้านส่วน และพอลิไวนิลไพโรลิโดนที่ความเข้มข้น 37.5 ส่วนในล้านส่วน เกิดผลิตภัณฑ์เป็นกรดกลีเซอริก การศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์กรดกลีเซอริกด้านอุณหภูมิ และเวลาทำให้ทราบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีซิเทรตเป็นตัวล้อมรอบ จะให้ปริมาณกรดกลีเซอริกมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีพอลิไวนิลไพโรลิโดนเป็นตัวล้อมรอบ ปัจจัยด้านความดันแก๊สออกซิเจน ความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา ความเข้มข้นของสารตั้งต้น และอัตราส่วนระหว่างสารตั้งต้นต่อเบส ศึกษาโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีซิเทรตเป็นตัวล้อมรอบ พบว่าภาวะที่ดีที่สุดที่ทำให้ร้อยละของการเปลี่ยนแปลงของกลีเซอรอล และร้อยละผลได้ของกรดกลีเซอริกเป็น 39.06 และ 25.31 ตามลำดับ และร้อยละของการเลือกจำเพาะสูงสุดเป็น 73.21 คือ การทดลองที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมง ความดันออกซิเจน 3 บาร์ ความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา 50 ส่วนในล้านส่วน ความเข้มข้นของสารตั้งต้น 0.6 โมลาร์ และอัตราส่วนระหว่างสารตั้งต้นต่อเบสเท่ากับ 1 ที่ภาวะการทดลองเดียวกันนี้ นำไปทดสอบกับกลีเซอรอลที่ได้จากกระบวนการผลิตไบโอดีเซล พบว่าค่าการเปลี่ยนแปลงของกลีเซอรอล และร้อยละผลได้ของกรดกลีเซอริกลดลง เนื่องจากกลีเซอรอลที่ใช้มีความบริสุทธิ์ต่ำ อีกทั้งทำการทดลองนำร่องขนาด ปริมาตร 1000 มิลลิลิตร

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

To value added for the by-product of glycerol from the biodiesel production by glycerol oxidation using unsupported nanogold catalyst. The effect of four different types of gold nanoparticles stabilizer which are citrate, polyvinylpyrrolidone, polyethyleneimine and gelatin on the catalyst activity for oxidation reaction was investigated under temperature of 60°C and the product of glyceric acid was characterized by 13C-NMR technique. Glyceric acid was found by using citrate and PVP as catalyst stabilizer at the concentration of 42.5 and 37.5 ppm, respectively. By varying the reaction temperature and time, citrate stabilized catalyst exhibited higher glyceric acid yield than polyvinylpyrrolidone stabilized catalyst. The effects of oxygen pressure, catalyst concentration, reactant glycerol concentration and glycerol/base ratio on the glyceric acid yield were studied by using citrate stabilized catalyst. It was found that the optimum condition that gave the glycerol conversion and glyceric acid yield of 39.06% and 25.31%, respectively was the oxidation temperature of 80°C for 3 hours under 3 bars oxygen pressure using 50 ppm catalyst concentration at 0.6 molar reactant concentration and the glycerol/base ratio of 1. Under the same condition, the oxidation of glycerol from biodiesel production as a reactant was also examined. The results showed that the reduction of glycerol conversion and glyceric acid yield was obtained due to the low purity of used glycerol. Moreover, the pilot scale of 1000 mL was done.

Link to Full Text

Share

COinS