the previous literature report [24] using pure glycerol as the DES HBD,
we estimate that the densities of DESs prepared with waste glycerol
are less than 1% different than the densities of DESs prepared with
pure glycerol.
Following our qualitative observation of decreasing viscosity with
increasing mol percent ChCl, we measured the viscosity of four DESs
prepared with waste glycerol (see Fig. 3). As predicted in the literature,
the viscosity of the mixtures decreased with increasing ChCl [24]. This
decrease in viscosity helps confirm the formation of a DES (not just a
simple mixture of the two components). For the 15 and 25% ChCl
DESs, the viscosity measurements were well within the measurement
error (approximately 5%) of the literature values for DESs prepared
with clean glycerol. However, for the 5 and 35% ChCl DESs, the viscosities
with waste glycerol were, on average, approximately 25% different
than the literature values (while still retaining the trend of decreasing
viscosity with increasing ChCl) [24].
As DESs are touted for their ability to serve as solvents,we tested our
waste glycerol DES as a solvent for the esterification of palmitic acid
with methanol and trifluoroacetic acid. At 60 °C, the solution is homogeneous.
Upon completion of the reaction and cooling, the reaction mixture
separates into the lower DES phase (containing any excess
methanol and catalyst) and the upper ester phase. The methyl ester
product is a solid at room temperature, which makes for facile separation
of the DES and the reaction products. For an acid-catalyzed esterification
of palmitic acid with methanol, we observed complete
conversion to the methyl ester after a four hour reaction time.
Another claimed virtue of DESs is their reusability. In order to test
thewaste glycerol DESs, we reused the same DES for five successive esterifications
of palmitic acid (as described above). On each of the five
days, we observed complete conversion to the ester product. Additionally,
it is important to determine if the DESs is changing composition
during the course of the reaction. This would indicate that the DES is
participating in the reaction instead of merely serving as the solvent.
However, 1H NMR analysis of the DES before and after the five day experiment
showed no change in composition of the DESs. Thus, the DES
prepared with waste glycerol serves as a reusable solvent system.
Finally, the DESs prepared with waste glycerol were tested for their
utility in the extraction of the commonmethanol impurity in crude biodiesel.
Methanol is generally added in large excess during biodiesel
preparation in order to force the equilibriumtransesterification reaction
to completion. Generally, the excess methanol is driven off with heat
and collected for reuse. This application of heat and subsequent removal
of themethanol (sometimes under vacuum) can be a time and energyintensive
step. Since methanol should have a high affinity for the DES,
we tested the utility of the 35% ChCl in waste glycerol DES as a solvent
for the extraction of methanol from biodiesel. In an extraction performed
with 5.0 mL of 35% ChCl DES and 5.0 mL of a biodiesel sample
prepared with a 1:20 ratio of methanol:biodiesel (by volume; approximately
1:3 molar ratio), the 1H NMR signal for methanol was undetectable
after a reaction time of 3 h. The capacity of the DES to extract
methanol is very high: for an extraction prepared as above but with
1:5 methanol:biodiesel (approximately 2:1 molar ratio), the molar
ratio was decreased to approximately 1:12 after 5 h reaction time (see
Table A.3 for a compilation of methanol extraction experiments).
4. Conclusions
In conclusion,DESswere successfully prepared using ChCl andwaste
glycerol fromacid-catalyzed biodiesel syntheses. These DESs had densities
and viscosities comparable to DESs preparedwith commercial glycerol.
The DES preparedwith 35% ChCl served as a competent solvent for
the esterification of palmitic acid, and was successfully reused for five
runs. Additionally, these DESs extract methanol from crude biodiesel
mixtures, improving their potential as a value-added product from
waste glycerol.
ก่อนหน้านี้รายงาน [ 24 ] ใช้วรรณกรรมบริสุทธิ์กลีเซอรอลเป็นเดสขนมหวาน ,เราประมาณการว่า ความหนาแน่นของเดส เตรียมของเสียกลีเซอรอลน้อยกว่า 1% ที่แตกต่างกันมากกว่าความหนาแน่นของเดส เตรียมไว้แล้วบริสุทธิ์กลีเซอรอล .ตามการสังเกตของเราลดความหนืดด้วยคุณภาพเพิ่มโมลเปอร์เซ็นต์ chcl เราวัดความหนืดของ 4 เดสเตรียมกับกลีเซอรอลเสีย ( ดูรูปที่ 3 ) ที่คาดการณ์ไว้ในวรรณกรรมความหนืดของของผสมที่เพิ่มขึ้น เมื่อ chcl [ 24 ] นี้ความหนืดลดลง ช่วยยืนยันการก่อตัวของ DES ( ไม่ใช่แค่ผสมง่ายของทั้งสองส่วน ) สำหรับ 15 และ 25% chclเดส ความหนืดการวัดเป็นอย่างดีภายในวัดข้อผิดพลาด ( ประมาณร้อยละ 5 ) ของวรรณกรรมค่าสำหรับเดส เตรียมไว้ด้วยกลีเซอรอลที่สะอาด อย่างไรก็ตาม สำหรับ 5 และ 35 % chcl เดส , ความหนืดด้วยกลีเซอรอลของเสียมีอายุเฉลี่ยประมาณ 25 % ที่แตกต่างกันกว่าวรรณกรรมค่า ( ในขณะที่ยังคงรักษาแนวโน้มลดลงความหนืด เพิ่ม chcl ) [ 24 ]เป็นเดสเป็น touted สำหรับความสามารถในการใช้เป็นตัวทำละลาย ที่เราทดสอบของเราของเสียกลีเซอรอลเดสเป็นตัวทำละลายสำหรับปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของกรดปาล์มิติกด้วยเมทานอลกรดไตรฟลูออโรอะซิติก . ที่ 60 ° C , โซลูชั่นที่เป็นเนื้อเดียวกันบนความสมบูรณ์ของปฏิกิริยาและปฏิกิริยาผสมเย็นแยกเป็นลด des เฟส ( ที่มีส่วนเกินใด ๆเมทานอลตัวเร่งปฏิกิริยา ) และบนของเฟส เมทิลเอสเทอร์เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้องซึ่งทำให้ง่ายแยกของเดสและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยา เป็นกรดที่เร่งปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของกรดปาล์มิติคด้วยเมทานอล เราตรวจสอบเสร็จสมบูรณ์การแปลงไปยังเมทิลเอสเทอร์ หลังจากสี่ชั่วโมงของเวลาอื่นอ้างคุณธรรมของเดสเป็นซ้ำของพวกเขา เพื่อที่จะทดสอบthewaste กลีเซอรอลเดส เราใช้เหมือนกัน เดส 5 esterifications ต่อเนื่องกรดปาล์มิติก ( อธิบายข้างต้น ) ในแต่ละของห้าวัน เราตรวจสอบการแปลงเสร็จสมบูรณ์ผลิตภัณฑ์เอสเทอร์ . นอกจากนี้มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะตรวจสอบว่ามีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของเดสในระหว่างหลักสูตรของปฏิกิริยา นี้จะระบุว่า เด คือการมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาแทนที่จะแค่หน้าที่เป็นตัวทำละลายอย่างไรก็ตาม , 1H NMR การวิเคราะห์เดส ก่อนและหลังการทดลอง 5 วันไม่พบการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของเดส . ดังนั้น เดส์เตรียมกับกลีเซอรอล ของเสียที่ทำหน้าที่เป็นระบบตัวทำละลายสามารถ .ในที่สุด เดส เตรียมกับกลีเซอรอล ทดสอบของพวกเขาเสียยูทิลิตี้ในการสกัด commonmethanol บริสุทธิ์ในน้ำมันไบโอดีเซลเมธานอลจะถูกเพิ่มโดยทั่วไปส่วนใหญ่ในไบโอดีเซลการเตรียมการเพื่อบังคับให้ equilibriumtransesterification ปฏิกิริยาเพื่อความสมบูรณ์ โดยทั่วไป , เมทานอลส่วนเกินจะถูกขับออกด้วยความร้อนและเก็บรวบรวม เพื่อนำกลับมาใช้ โปรแกรมนี้ใช้ในการกำจัดตามมาของ themethanol ( บางครั้งภายใต้สูญญากาศสามารถเวลาและ energyintensiveขั้นตอน เนื่องจากเมทานอลควรมี affinity สูงสำหรับเดสเราใช้ประโยชน์จาก 35% chcl ในของเสียกลีเซอรอลเดสเป็นตัวทำละลายสำหรับการสกัดสารจากไบโอดีเซล ดำเนินการในการสกัดกับ 5.0 ml 35 % chcl เดสและ 5.0 มิลลิลิตรของน้ำมันไบโอดีเซลตัวอย่างเตรียมกับ 1 อัตราส่วนเมทานอล : ไบโอดีเซล ( ปริมาณ ; ประมาณอัตราส่วน 1 : 3 , 1 ) สัญญาณ NMR เมทานอลเป็น undetectableหลังจากปฏิกิริยาเวลา 3 ชั่วโมง ความจุของ DES เพื่อสกัดเมทานอลมีสูงมาก เพราะมีการสกัดเตรียมเหมือนข้างบน แต่กับ1 : 5 ส่วนไบโอดีเซล ( ประมาณ 2 : 1 อัตราส่วนโดยโมล )อัตราส่วนลดลงประมาณ 1 : 12 หลัง 5 เวลาปฏิกิริยา H ( ดูตาราง A.3 สำหรับรวบรวมสารสกัดจากการทดลอง )4 . สรุปสรุป desswere เรียบร้อยแล้วเตรียมใช้ chcl กิ่งไม้กลีเซอรอล fromacid เร่งการสังเคราะห์ไบโอดีเซล . เดสเหล่านี้มีความหนาแน่นและความหนืดใกล้เคียงกับเดส preparedwith กลีเซอรอลเชิงพาณิชย์des preparedwith 35% chcl ทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายที่มีความสามารถสำหรับเอสเตอริฟิเคชันของกรดปาล์มิติก และประสบความสำเร็จ 2 ห้าวิ่ง นอกจากนี้เมทานอลเดสเหล่านี้จากดิบไบโอดีเซลสารผสมเพิ่มศักยภาพของพวกเขาเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าเพิ่มจากกลีเซอรอล ของเสีย
การแปล กรุณารอสักครู่..
