ปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มโดยใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในการเร่งปฎิกิริยาบนตัวรองรับที่เป็นถ่านกัมมันต์ที่ได้จากแบคทีเรียเซลลูโลส

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์จากแบคทีเรียเซลลูโลสโดยใช้วิธีการกระตุ้นทางเคมีแบบขั้นตอนเดียวโดยใช้สารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้น 12 และ 24 โมลาร์ และใช้อุณหภูมิในการคาร์บอไนซ์ที่ 500, 600 และ 700 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 24 ชั่วโมง หลังจากนั้นทำการล้างถ่านกัมมันต์ที่ได้ด้วยกรดไฮโดรคลอริก และน้ำปราศจากไอออนต่อจากนั้นนำไปอบให้แห้ง โดยการศึกษาคุณลักษณะของถ่านกัมมันต์ที่ได้นั้นจะวิเคราะห์ถึงคุณสมบัติทางเคมี โครงสร้าง และสัญฐานวิทยาที่เกิดขึ้นของถ่านกัมมันต์ พบว่าความเข้มข้นและอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 24 โมลาร์ ที่อุณหภูมิ 500-600 องศาเซลเซียส โดยอุณหภูมิที่ 700 องศาเซลเซียส พบลักษณะโครงสร้างทางรูพรุนถูกทำลายอย่างมากเมื่อใช้อุณหภูมิในการคาร์บอไนซ์ดังกล่าว ถ่านกัมมันต์ที่เตรียมได้นั้นพบการเกิดโครงสร้างรูพรุนขนาดกลาง (Mesopore) กับรูพรุนขนาดใหญ่ (Macropore) ที่ถูกเปิดออกเป็นรูพรุนขนาดประมาณ 1 µm ที่พื้นที่ผิว ค่าเฉลี่ยเส้นผ่าศูนย์กลางรูพรุนอยู่ที่ 22-30 Å และค่าพื้นที่ผิวที่เกิดขึ้นอยู่ในช่วง 350-500 m2/g การประยุกต์ใช้ถ่านกัมมันต์ที่สังเคราะห์ได้นั้นจะนำไปทำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์สำหรับปฎิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มและเมทานอล โดยจะทำการโหลดตัวเร่งปฏิกิริยาโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่ 10, 20 และ 30 wt% โดยวิธีการเคลือบฝัง สภาวะที่ใช้ในการศึกษาปฎิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน จะใช้อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันปาล์มอยู่ที่ 15:1, ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา 3 wt% ของน้ำมันปาล์ม, อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 3 ชั่วโมง พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยา BC50024M20, BC50024M30, BC60024M20 และ BC60024M30 ให้ประสิทธิภาพในการเกิดปฎิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มกับเมทานอล โดยมีร้อยละเมทิลเอสเทอร์ที่เกิดขึ้นสูงถึง 98-100 % ตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่บนถ่านกัมมันต์นั้นให้ประสิทธิภาพในการเกิดไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ธรรมดา แต่อย่างไรก็ตามโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่อยู่บนถ่านกัมมันต์เกิดการหลุดออกจากถ่านกัมมันต์ระหว่างการเกิดปฏิกิริยาส่งผลให้ตัวเร่งปฏิกิริยาใช้ได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น