Analýza klíčových vlastností Mg-Al směsných oxidů a K-alumina katalyzátorů a jejich potenciál v transesterifikaci řepkového oleje

Abstract

Disertační práce je zaměřena na hořečnato-hlinité směsné oxidy a nanesené draselné katalyzátory. Hlavní cíl práce byl základní výzkum vztahu mezi (i) přípravou vybraných pevných bazických katalyzátorů, (ii) jejich strukturou a (iii) aktivitou/selektivitou v transesterifikaci, jež byla zvolena jako modelová bazicky katalyzovaná reakce. Aby tohoto bylo dosaženo, byly připraveny pevné bazické katalyzátory s rozdílných složením, strukturou a bazicitou. Zvláštní úsilí bylo vynaloženo na studium bazických center, převážně s ohledem na analýzu množství a síly bazických center přítomných v pevných bazických katalyzátorech. Byla také zjišťována odolnost struktury, složení a bazicity katalyzátorů v průběhu reakce. Kromě vsádkového reaktoru byl také použit průtokový reaktor ke studiu dlouhodobých testů. Hlavním cílem našeho výzkumu bylo zjištění bazických vlastností Mg-Al směsných oxidů připravených s rozdílným Mg/Al molárním poměrem a s využitím různých bazických prekurzorů. Celkové množství bazických center Mg-Al směsných oxidů bylo zjištěno za pomoci kombinace výsledků z teplotně programované desorpce oxidu uhličitého a adsorpční kalorimetrie. Charakterizace dalších vlastností Mg-Al směsných oxidů jako specifického povrchu a velikosti krystalů MgO fáze odhalila vzájemný vztah mezi těmito vlastnostmi a aktivitou katalyzátorů v modelové reakci. Další výzkum byl zaměřen na nanesené draselné katalyzátory, převážně pak na K-alumina katalyzátory, a nalezení rozhodujících aspektů jejich aktivity/stability v modelové reakci. Bylo zjištěno, že jak ve vsádkové tak i v průtokovém reaktoru dochází k uvolňování draselných částic působením glycerolu. Pomocí IR spektroskopie bylo zjištěno, že většinu uvolňovaných draselných částic tvoří K2O částice, zatímco K-O-Al častice byly stabilní. Vysoký potenciál pak K-alumina katalyzátory vykazovaly v průtokovém reaktoru i přesto, že bylo pozorováno částečné uvolňování draselných částic na začátku reakce.