Document

Esterification of waste date seed oil by novel nano-magnetic catalyst

Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2019
Language
English
English abstract
At the last decade, biodiesel has appeared as one of the most potential energy to replace the current petro-diesel. It is biodegradable, non-toxic and renewable fuel which can be easily fabricated through esterification of free fatty acid or esterification of triglycerides (animal fats and vegetable oils) with methanol. The main objective of the present work is to synthesis a magnetically recyclable solid catalyst for the esterification of waste date seed oil to meet the standard acid value. The idea of using waste Date seeds for biofuels production is promising due to its widely available in Oman. The oil from the waste date seeds was extracted and characterized to use as a biofuel. To accomplish this, Fe3O4 nanoparticles was fabricated by using solvothermal synthesis method, and then the mercaptoacetic acid was physically coated on it. Different techniques such as XRD, FT-IR, SEM/EDS, BET, VSM, Water-Toluene test and nitrogen adsorption-desorption analysis were used to characterize the as-prepared solid catalyst acid. The characterization results indicated that Fe3O4 nanoparticles had been successfully coated with mercaptoacetic acid. Furthermore, the solid acid catalysts possessed superparamagnetic behavior and high saturation magnetization, allowing them to be facilely separated from the reaction mixture by using an external magnetic filed. The esterification reaction was modeled and optimized by RSM (Design Expert program). The solid acid catalyst seemed to be an efficient and environmentally benign catalyst for the esterification of date seed oil with methanol for the free fatty acid conversion, giving 90 % FFAs conversion to methyl esters within the optimum conditions of time contact, catalyst loading and temperature which about 47 min, 1.5wt %, and 55 o C respectively. The Methanol: Oil ratio was used 15:1 as a constant independent variable. The solid catalyst could be readily recovered by simple magnetic decantation and reused for several times without significant degradation in its catalytic activity.
Arabic abstract
تعد المشكلات البيئية الناتجة عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون باستخدام الوقود الأحفوري كطاقة لمحركات النقل هي المشكلة الرئيسية على مستوى العالم . إن إنتاج الوقود الحيوي من الزيوت النباتية قد تكون اقترح جيد كبديل للوقود الأحفوري . فكرة استخدام بذور التمر في إنتاج الوقود الحيوي هي فكرة جيدة بسبب توافرها على نطاق واسع في سلطنة عمان. يتم استخراج الزيت من بذور التمر لاستخدامه كوقود حيوي. الزيت النباتي تحتوي على كميات كبيرة من الأحماض الدهنية الحرة؛ والتي قد تسبب في انخفاض حاد في العائد من وقود الديزل الحيوي من خلال عملية (transesterification ) مع انتاج كميات كبيره من الصابون خلال التفاعل. ولتقليل من مستوى الأحماض الدهنية الحرة الموجودة في الزيوت النباتية يتم استخدام عملية الأسترة لتقليل القيمة الحمضية لزيت التمر. الغرض الرئيسي من هذه الرسالة هو صناعة عامل حقاز صلب قابل لإعادة تدويره مغناطيسيا لتحويل الأحماض الدهنية الحرة الموجودة في زيت بذرة التمر الى استر ميثيل. لإنجاز هذا، تم تصنيع جسيمات أكسيد الحديد النانوية بواسطة طريقة solvotherinal synthesis، ثم تم تغليفها بواسطة حمض الثيوجلايكوليك. تم استخدام تقنيات مختلفة مثل ( , XRD
,VSM SEM / EDS , BET , N2 - adsorption - desorption and Toluene - Water test) لتحليل العامل الحقاز. أشارت نتائج التحليلية إلى أن الجسيمات النانوية Fe3O4 قد تم تغليفها فيزيائيا بنجاح بحمض الثيوجلايكوليك. وعلاوة على ذلك، تمتاز العامل الحفاز بسلوك مغناطيسي عالي؛ مما يسمح فصلها بسهولة عن مزيج التفاعل باستخدام مغناطيس خارجي. يبدو أن العامل الحفاز الحمضي يمثل محفزا فعالا وحميدا للبيئة حيث يستخدم في تفاعل زيت بذور التمر مع الميثانول لتحويل الأحماض الدهنية الحرة الى استرات الميثيل، فقد تحولت بنسبة 90% من الأحماض الدهنية الحرة إلى استرات الميثيل في غضون 47 دقيقة مع استخدام حامل حفاز فقط بنسبة ۱٫5 ٪ من وزن الزيت، نسبة عند استخدام الميثانول بالنسبة الى زيت هي ۱: ۱۰ ودرجة حرارة 55 درجة سيليزية. يمكن إعادة استخدام المحفز الصلب لعدة مرات بسهولة من خلال المغناطيس من دون تغيير كبير في نشاط العامل.
Category
Theses and Dissertations

Same Subject

Theses and Dissertations
1
0
Abdullatif, Alaa Haider Amin.
Sultan Qaboos University.
2019
Theses and Dissertations
0
0
Al-Battashi, Mundhir Adai Mohammed
Sultan Qaboos University
2018
Theses and Dissertations
0
0
Al-Salmiyah, Moza Mohammed Humaid
Sultan Qaboos University
2018
Theses and Dissertations
0
0
Jamil, Farrukh
Sultan Qaboos University
2017
Theses and Dissertations
0
0
Shuwa, Suleiman Mohammed.
Sultan Qaboos University
2015
Theses and Dissertations
0
0
Al-Nassriyah, Ebtisam Amer Saleh
Sultan Qaboos University
2016