پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 49 |
| تعداد شمارهها | 1,308 |
| تعداد مقالات | 11,245 |
| تعداد مشاهده مقاله | 23,474,591 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,804,538 |
Structural and Catalytic Characterization of HCl-Modified Molecular Sieves for Enhanced Esterification of Free Fatty Acids | ||
| Iranian Journal of Analytical Chemistry | ||
| دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 24، آذر 2025، صفحه 83-93 اصل مقاله (794.82 K) | ||
| نوع مقاله: Full research article | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/ijac.2026.77445.1344 | ||
| نویسندگان | ||
| Mohammad Radi1؛ Ensie Bekhradinassab* 2 | ||
| 1Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran. | ||
| 2Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology | ||
| چکیده | ||
| In this study, the catalytic performance of commercial molecular sieves (MS) was enhanced through a systematic acid modification process using hydrochloric acid (HCl) at varying molar concentrations (0.25, 0.5, and 1.0 M). The influence of acid strength on the structural, morphological, and elemental properties of the catalysts was rigorously evaluated using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Analytical results revealed that acid treatment facilitated the selective removal of extra-framework cations and induced framework dealumination, effectively modulating the Si/Al ratio and increasing surface acidity. The EDX analysis suggested an optimal Si/Al ratio of 4.5 for the 0.5 M HCl-treated sample, which maintained framework integrity while maximizing active site accessibility. The catalytic efficiency was assessed through the esterification of oleic acid for biodiesel production. The MS-0.5 M catalyst exhibited superior performance, achieving a free fatty acid (FFA) conversion of 87.57% under optimized reaction conditions (methanol-to-oil ratio of 20:1, 3 wt% catalyst, and 95 °C). In contrast, higher acid concentrations (1.0 M) resulted in structural degradation and a subsequent decline in catalytic activity. This study demonstrates that precisely controlled acid modification is a robust analytical approach for developing high-performance, stable, and cost-effective heterogeneous catalysts for sustainable biofuel synthesis. | ||
| کلیدواژهها | ||
| (Molecular sieve؛ Acid modification؛ Heterogeneous catalysis؛ Biodiesel؛ Esterification؛ Structural character-ization | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| بررسی ساختاری و کاتالیستی غربالهای مولکولی اصلاحشده با هیدروکلریک اسید برای افزایش کارایی استریفیکاسیون اسیدهای چرب آزاد | ||
| نویسندگان [English] | ||
| محمد رادی1؛ انسیه بخردی نسب2 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء (ص) بهبهان، بهبهان | ||
| 2گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء (ص) بهبهان | ||
| چکیده [English] | ||
| در این مطالعه، عملکرد کاتالیزوری غربالهای مولکولی تجاری (MS) از طریق یک فرآیند اصلاح با اسید هیدروکلریک (HCl) در غلظتهای مولی مختلف (25/0، 5/0و 0/1 مولار) افزایش یافت. تأثیر قدرت اسید بر خواص ساختاری، مورفولوژیکی و عنصری کاتالیزورها با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و طیفسنجی پراش انرژی اشعه ایکس (EDX) به طور دقیق ارزیابی شد. نتایج تحلیلی نشان داد که عملیات اسیدی، حذف انتخابی کاتیونهای اضافی چارچوب و آلومیناسیون چارچوب را تسهیل میکند، به طور موثر نسبت Si/Al را تعدیل کرده و اسیدیته سطح را افزایش میدهد. تجزیه و تحلیل EDX نسبت بهینه Si/Al برابر با 5/4 را برای نمونه تیمار شده با HCl 0.5 مولار تأیید کرد که یکپارچگی چارچوب را حفظ کرده و در عین حال دسترسی به محل فعال را به حداکثر میرساند. راندمان کاتالیزوری از طریق استری کردن اسید اولئیک برای تولید بیودیزل ارزیابی شد. کاتالیزور MS-0.5 M عملکرد برتر را نشان داد و در شرایط واکنش بهینه شده (نسبت متانول به روغن 20:1، 3 درصد وزنی کاتالیزور و دمای 95 درجه سانتیگراد) به تبدیل 57/87 درصدی اسید چرب آزاد (FFA) دست یافت. در مقابل، غلظتهای بالاتر اسید (0/1 مولار) منجر به تخریب ساختاری و متعاقباً کاهش فعالیت کاتالیزوری شد. این مطالعه نشان میدهد که اصلاح اسید با کنترل دقیق، یک رویکرد تحلیلی قوی برای توسعه کاتالیزورهای ناهمگن با عملکرد بالا، پایدار و مقرون به صرفه برای سنتز سوختهای زیستی پایدار است. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| غربال مولکولی, اصلاح اسیدی, کاتالیز ناهمگن, بیودیزل, استری شدن, توصیف ساختاری | ||
| مراجع | ||
|
[1] A.M. Doyle, T.M. Albayati, A.S. Abbas, Z.T. Alismaeel, Biodiesel production by esterification of oleic acid over zeolite Y prepared from kaolin, Renewable Energy, 97 (2016) 19-23.
[2] E. Bekhradinassab, M.A. Dashad, Rational design of a high-performance FeVO4-t-kaolin nanocomposite for green biodiesel production: interfacial engineering and kinetic modeling, Fuel, 427 (2027) 139704.
[3] E. Bekhradinassab, A. Tavakoli, M. Haghighi, M. Shabani, Catalytic biofuel production over 3D macro-structured cheese-like Mn-promoted TiO2 isotype: Mn-catalyzed microwave-combustion design, Energy Conversion and Management, 251 (2022) 114916.
[4] E. Bekhradinassab, I. Ghasemi, Synthesis of Fe2O3-supported lightweight expanded clay aggregate (LECA) via solution combustion: An Innovative and Cost-Effective catalyst for biodiesel generation, Surfaces and Interfaces, 66 (2025) 106582.
[5] E. Bekhradinassab, M. Haghighi, M. Shabani, A review on acidic metal oxide-based materials towards heterogeneous catalytic biodiesel production via esterification process, Fuel, 379 (2025) 132986.
[6] E. Bekhradinassab, A. Tavakoli, M. Haghighi, M. Shabani, 2-hydroxyethylammoniumsulfate ionic liquid performance as simultaneous fuel and sulfating agent in tablet-like manganese and iron incorporated titania synthesis: Biodiesel production from waste oil, Fuel, 340 (2023) 127402.
[7] E. Bekhradinassab, M. Haghighi, A. Tavakoli, M. Shabani, Mn-Fe catalyzed microwave combustion-plasma hybrid synthesis of 2D chips-like Mn-Fe boosted TiO2 architecture self-assembled of nano-walled honeycomb-like super-macroporous: Green fuel generation, Energy Conversion and Management, 270 (2022) 116178.
[8] E. Bekhradinassab, Peg-promoted W3O10-modified LECA (lightweight expanded clay aggregate) for biodiesel production, Fuel, 404 (2026) 136160.
[9] E. Bekhradinassab, I. Ghasemi, S. Abbaspoor, Exploring the potential of graphene-based catalysts for biodiesel production: A comprehensive review of mechanisms, synthesis, promotion, performance, product quality, and environmental sustainability, Process Safety and Environmental Protection, 202 (2025) 107663.
[10] A. Ebrahimi, M. Haghighi, I. Ghasemi, E. Bekhradinassab, Design of highly recoverable clay-foundation composite of plasma-treated Co3O4/Kaolin to produce biodiesel from low-cost oil, Fuel, 366 (2024) 131267.
[11] A. Brito, M.E. Borges, N. Otero, Zeolite Y as a Heterogeneous Catalyst in Biodiesel Fuel Production from Used Vegetable Oil, Energy & Fuels, 21 (2007) 3280-3283.
[12] S. van Donk, A.H. Janssen, J.H. Bitter, K.P. de Jong, Generation, Characterization, and Impact of Mesopores in Zeolite Catalysts, Catalysis Reviews, 45 (2003) 297-319.
[13] I.E. Maxwell, Zeolite catalysis in hydroprocessing technology, Catalysis Today, 1 (1987) 385-413.
[14] X. Wan, X. Zhang, Z. Shan, W. Zhang, Acid-modified zeolite: a promising environmentally friendly leather tanning agent, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, (2026).
[15] W. Li, X. Wang, Z. Ju, K. Xiao, X. Meng, L. Shi, N. Liu, Tartaric Acid Modified HY Zeolite for Efficient C–C Bond Cleavage of Phenolic Dimers, Catalysis Letters, 156 (2026) 82.
[16] I. Ghasemi, M. Haghighi, E. Bekhradinassab, Microwave assisted combustion design and performance screening of NiM2O4 (M: Zn and Mn) spinels enhanced by lamellar porous graphene oxide nanosheets for biodiesel production, Journal of Environmental Chemical Engineering, 13 (2025) 116263.
[17] B.O. Yusuf, S.A. Oladepo, S.A. Ganiyu, Biodiesel Production from Waste Cooking Oil via β-Zeolite-Supported Sulfated Metal Oxide Catalyst Systems, ACS Omega, 8 (2023) 23720-23732.
[18] Z.T. Alismaeel, T.M. Al-Jadir, T.M. Albayati, A.S. Abbas, A.M. Doyle, Modification of FAU zeolite as an active heterogeneous catalyst for biodiesel production and theoretical considerations for kinetic modeling, Advanced Powder Technology, 33 (2022) 103646.
[19] N.S. Lani, N. Ngadi, I. Mohammed Inuwa, L. Anako Opotu, Z.Y. Zakaria, S. Haron, A cleaner approach with magnetically assisted reactor setup over CaO-zeolite/Fe3O4 catalyst in biodiesel production: Evaluation of catalytic performance, reusability and life cycle assessment studies, Journal of Cleaner Production, 419 (2023) 138329.
[20] F.O. Bello, J. Kagher, R.S. Safiyanu, R.A. Usman, A.S. Abdukareem, A.S. Kovo, Production and characterization of hierarchical zeolite Y catalyst for biodiesel production using waste cooking oil as a feedstock, Biofuels, 14 (2023) 365-372.
[21] D.O.B. Apriandanu, A. Farhan, H.D. Sahaya, B. Ardiansah, D. Annas, N. Rohman, N.M. Salleh, R. Bakri, Harnessing Nephelium lappaceum leaf extract for the green fabrication of FeMnO3 nanoparticles as a catalyst in the Biginelli reaction, Next Materials, 9 (2025) 100958. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 7 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 9 |
||