Sustainable production of biodiesel enabled by acid-base bifunctional ZnF2 via one-pot transformation of Koelreuteria integrifoliola oil: Process optimization, kinetics study and cost analysis

生物柴油 生物柴油生产 EN 14214标准 双功能 化学 酯交换 催化作用 响应面法 介孔材料 制浆造纸工业 化学工程 材料科学 有机化学 色谱法 工程类
作者
Baohong Zheng,Lin Ban,Yingxia Nie,Long Chen,Song Yang,Heng Zhang
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier BV]
卷期号:453: 142263-142263 被引量:57
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2024.142263
摘要

Against the backdrop of energy crisis and quest for carbon neutrality, efficient utilization of heterogeneous catalysts to facilitate one-pot conversion of low-quality nonedible oils into biodiesel, shows enormous promise for the reduction of carbon footprints and environmental pollution. In this study, an effective heterogeneous catalyst, acid-base bifunctional mesoporous ZnF2 (MP-ZnF2) was successfully fabricated for biodiesel synthesis from Koelreuteria integrifoliola oil (KIO, acid values of 8.26 mg KOH/g) via facile one-pot process. Meanwhile, systematic characterization showed the large specific surface area (62.9 m2/g), abundant mesoporous (12.15 nm), outstanding thermal stability, and plentiful stable acid-base sites (1.22 and 0.56 mmol/g) of MP-ZnF2. Consequently, MP-ZnF2 achieved a high biodiesel yield of 97.15% under moderate conditions (103 °C, 6.2 h, 10.2 wt% catalyst dosages, 29:1 MeOH/KIO molar ratio) optimized by response surface methodology (RSM). More importantly, through the kinetic investigation, a low activation energy of 49.24 kJ/mol explained the reason for its high activity, and the possible reaction mechanism of (trans)esterification was also proposed. In addition, MP-ZnF2 demonstrated satisfactory reusability (6th cycle, >90%), water resistance (8 wt% water content, 89.25%), and versatility (all yields >90%). According to cost analysis, the price of biodiesel in this work was about 0.64 $/kg. Notably, the as-prepared biodiesel conformed to ASTM D6751 and EN 14214 standards, indicating great application prospects. It was demonstrated that one-pot transformation of KIO into biodiesel using acid-base bifunctional MP-ZnF2 contributes to the sustainable development of clean energy.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一眼顶针完成签到,获得积分10
刚刚
生动的白亦完成签到,获得积分10
刚刚
Mortimer发布了新的文献求助10
3秒前
astost发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
7秒前
zhk完成签到,获得积分10
7秒前
liu完成签到,获得积分10
8秒前
赘婿应助有种梦叫萌采纳,获得10
8秒前
某某完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
wang完成签到 ,获得积分10
10秒前
feng完成签到 ,获得积分10
12秒前
小马甲应助摸鱼大王采纳,获得10
12秒前
xwwwww发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
jjj发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
加油发布了新的文献求助10
17秒前
大橘子完成签到,获得积分10
17秒前
aich完成签到,获得积分10
19秒前
A73579完成签到,获得积分10
19秒前
小二郎应助124如采纳,获得10
19秒前
飞羽发布了新的文献求助10
20秒前
共享精神应助失眠的以冬采纳,获得10
21秒前
自由的梦露完成签到,获得积分10
21秒前
筱毛发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
WYW完成签到 ,获得积分10
23秒前
朴实涵山完成签到 ,获得积分10
24秒前
by完成签到,获得积分10
24秒前
doudou发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
无花果应助飞羽采纳,获得10
27秒前
by发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Cardiovascular Research and Medicine(2e) 820
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7779676
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9319967
关于积分的说明 20374227
捐赠科研通 7367251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319556
关于科研通互助平台的介绍 2467487
邀请新用户注册赠送积分活动 2335247