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Apr 13, 2024

Otimização do processo RSM de produção de biodiesel a partir de óleo de colza e óleo de milho residual na presença de catalisador verde e novo

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 19652 (2022) Citar este artigo 1597 Acessos 5 Citações Detalhes das métricas No cenário de aquecimento global e poluição, a síntese verde e o uso de

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 19652 (2022) Citar este artigo

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5 citações

Detalhes das métricas

No cenário de aquecimento global e poluição, a síntese e utilização verde do biodiesel adquiriu extrema prioridade. Devido a várias limitações da catálise homogênea, a produção de biodiesel catalisada heterogênea e imobilizada por organobases tornou-se uma rota preferida. O presente relatório demonstra o projeto e a síntese do nanocompósito GO-CuFe2O4 (SSE@GO-CuFe2O4) modificado com extrato de semente de especiarias Peganum harmala como um nanocatalisador magnético de alta área superficial funcionalizado com organobase. Folhas de pistache foram utilizadas na redução verde de sais precursores para sintetizar NPs de CuFe2O4. O nanomaterial sintetizado foi caracterizado físico-quimicamente por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de energia dispersiva de raios X (EDX), mapeamento elementar, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), raios X. difração (XRD), análise termogravimétrica (TGA) e técnicas de magnetômetro de amostra vibrante (VSM). Posteriormente, o catalisador foi explorado na síntese eficiente de biodiesel por meio da transesterificação de dois substratos, o óleo de colza e o óleo de milho residual. As condições ótimas para a produção de biodiesel foram determinadas através da metodologia de superfície de resposta baseada no projeto Box-Behnken, incluindo o estudo de curvas de calibração e gráficos de contorno 3D. Fácil separação e processamento, uso de meio verde, excelente reutilização diversas vezes e curto tempo de reação são benefícios notáveis ​​deste estudo.

Nos últimos tempos, o consumo extravagante de recursos energéticos naturais, a poluição ambiental cada vez maior e o consequente aquecimento global são uma séria preocupação em todo o mundo. O desenvolvimento industrial e a melhoria do padrão de vida da sociedade tornaram as circunstâncias mais terríveis1,2,3. O armazenamento de combustíveis fósseis vai literalmente esgotar-se e isso tem persuadido os cientistas a repensar a geração de energia não convencional a partir de fontes renováveis ​​e também a desenvolver metodologias tecnológicas avançadas que retardariam o consumo de energia e reduziriam os resíduos perigosos, levando assim a sustentabilidade4,5,6,7,8. A extensa pesquisa demonstrou que os biocombustíveis, mais precisamente, os biodiesel poderiam ser a melhor solução possível como um combustível verde promissor e caracterizador para a energia alternativa9,10,11,12. Em contradição com os combustíveis fósseis, os biodiesel são benéficos no que diz respeito ao seu maior teor de oxigénio, desprovido de enxofre e conteúdo cancerígeno, reprodutibilidade, precursores abundantes e baratos, biodegradabilidade, eco-amizade, emissões de escape minimamente tóxicas e muito baixas para o ambiente, embora sejam têm valor calorífico equivalente ao dos combustíveis fósseis durante a queima13,14,15,16,17. Além disso, os biodiesel possuem maior eficiência de combustão e índice de cetano, além de excelente lubricidade. Devido ao maior ponto de fulgor, o biodiesel também é muito mais seguro para armazenar, manusear e transportar do que os combustíveis convencionais18,19,20. Embora os biodiesel sejam hoje em dia mais caros do que os petrocombustíveis, tendo em conta estas questões favoráveis, vários grupos de investigação em todo o mundo estão empenhados no desenvolvimento do protocolo de síntese, a fim de reduzir o custo de produção.

Normalmente, os biodieséis são produzidos seguindo diferentes caminhos como microemulsão, pirólise e transesterificação e dentre eles o último é o mais fácil, prático e sustentável9,10. A transesterficação envolve a alcoólise, principalmente metanólise de ésteres, sendo obtida a partir de diferentes matérias-primas como óleo de cozinha usado, biorresíduos, resíduos agrícolas, gorduras animais, óleo vegetal e também de recursos naturais como óleo de pinhão-manso não comestível, óleo de canola, óleo de nim , óleo de chá, óleo de algodão, óleo de tabaco, etc e óleo de soja comestível, óleo de palma, óleo de coco, óleo de mamona21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34.