Structure-reactivity correlations in MgAl hydrotalcite catalysts for biodiesel synthesis

Cantrell, David G.; Gillie, Lisa J.; Lee, Adam F.; Wilson, Karen

doi:10.1016/j.apcata.2005.03.027

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“…[36] This poor performance has driven the development of new MgO architectures and presentation formats which afford higher surface areas in an attempt to improve its reactivity towards various catalytic processes. [37][38][39] Although the general consensus is that the efficacy of solid base catalysts in triglyceride transesterification is favoured by stronger basic sites at the catalyst surface, [34,40] the influence of surface basicity upon catalytic activity remains poorly understood, hampering further catalyst optimisation and the commercial exploitation of MgO in biodiesel production. [66] and formic acid [66] at room temperature.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

The surface chemistry of nanocrystalline MgO catalysts for FAME production: An in situ XPS study of H2O, CH3OH and CH3OAc adsorption

et al. 2016

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An in situ XPS study of water, methanol and methyl acetate adsorption over as-synthesised and calcined MgO nanocatalysts is reported with a view to gaining insight into the surface adsorption of key components relevant to fatty acid methyl esters (biodiesel) production during the transesterification of triglycerides with methanol. High temperature calcined NanoMgO-700 adsorbed all three species more readily than the parent material due to the higher density of electron-rich (111) and (110) facets exposed over the larger crystallites. Water and methanol chemisorb over the NanoMgO-700 through the conversion of surface O 2-sites to OH -and coincident creation of Mg-OH or Mg-OCH3 moieties respectively. A model is proposed in which the dissociative chemisorption of methanol occurs preferentially over defect and edge sites of NanoMgO-700, with higher methanol coverages resulting in physisorption over weakly basic (100) facets. Methyl acetate undergoes more complex surface chemistry over NanoMgO-700, with C-H dissociation and ester cleavage forming surface hydroxyl and acetate species even at extremely low coverages, indicative of preferential adsorption at defects.Comparison of C 1s spectra with spent catalysts from tributyrin transesterification suggest that ester hydrolysis plays a key factor in the deactivation of MgO catalysts for biodiesel production.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

The surface chemistry of nanocrystalline MgO catalysts for FAME production: An in situ XPS study of H2O, CH3OH and CH3OAc adsorption

et al. 2016

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“…Na literatura podem ser encontrados diversos outros tipos de catalisadores heterogêneos que, em geral, podem ser classificados em três grandes grupos: catalisadores sólidos alcalinos, catalisadores sólidos ácidos e enzimas imobilizadas. 9,14,[87][88][89] muitos catalisadores heterogêneos têm mostrado alta eficiência e atividade na reação de transesterificação e também na esterificação de ácidos graxos livres, porém sempre sob alta temperatura e pressão, além de longos tempos reacionais requeridos. isso tem limitado muito a aplicação industrial dos mesmos, a despeito de simplificarem o processo de produção facilitando a separação do catalisador e as etapas de purificação.…”

Section: Catálise Heterogênea áCida E Alcalinaunclassified

“…isso tem limitado muito a aplicação industrial dos mesmos, a despeito de simplificarem o processo de produção facilitando a separação do catalisador e as etapas de purificação. 9,[87][88][89] Até o presente só existe uma descrição da produção comercial de biodiesel por transesterificação baseada no emprego de um catalisador heterogêneo que tem sido comercializado pelo instituo Francês do Petróleo (iFP) e pela empresa Axens. 90,91 o uso desse catalisador, que é um óxido de zinco e alumínio e que seria 100% insolúvel no meio reacional e, portanto, realmente heterogêneo, foi anunciado em 2004 e provavelmente pelo alto consumo energético (alta temperatura e alta pressão) do processo, assim como pela sua baixa atividade, não tem resultado em uma utilização expressiva no mercado internacional.…”

Section: Catálise Heterogênea áCida E Alcalinaunclassified

Biodiesel: visão crítica do status atual e perspectivas na academia e na indústria

Dabdoub¹,

Bronzel²,

Rampin³

2009

Quím. Nova

104

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Recebido em 27/2/09; aceito em 31/3/09; publicado na web em 7/4/09 BioDiESEL: A CRiTiCAL oVERViEW oN THE CURRENT STATUS AND PERSPECTiVES AT THE ACADEmY AND iNDUSTRY. This article presents a bibliographic review of research carried out on different alternative processes for biodiesel production. The supercritical and subcritical (non catalytic) reaction conditions, the use of solid basic, solid acid and other heterogeneous catalysts, including the use of immobilized enzymes and whole-cell catalysts are also critically compared with the traditional homogeneous alkaline or acid catalysts that are common on industrial applications. Advantages and limitations of all these processes for the transference from the laboratory to the industry are discussed. A correlation of the chemical composition with the quality parameters of the produced biodiesel is done with aim to stablish adequate procedures for the right selection of the rawmaterial. Castor bean oil is used as an example of inappropriate oil in order to produce a B100 that fulfill all the international physicochemical quality standards. in this article are presented research results to adequate the values of viscosity, density and iodine number of the castor and soybean biodiesel to the international standard limits by means blending these both biodiesels at the right ratio.Keywords: transesterification; biodiesel; catalysts. introduÇãoAumento da demanda mundial por combustíveis líquidos, aquecimento global, segurança energética, vontade política por desenvolvimento nos campos agrícola, social e também energético são pontos que abrem novas áreas de interesse e oportunidades para pesquisas e desenvolvimento na Academia e na indústria, pois são as forças motoras responsáveis pelo renovado interesse na produção de biocombustíveis.Um dos grandes destaques da atualidade na área de biocombustí-veis é o interesse pelo uso de recursos naturais baseados em materiais lignocelulósicos 1-3 para a produção de etanol ou por fontes produtoras de lipídeos usados para a produção de biodiesel.Biodiesel é o nome dado a ésteres alquílicos de ácidos graxos desde que atendam certos parâmetros de qualidade. 4-8 Além de esses ésteres serem derivados de fontes biológicas como plantas e animais, atuam como combustível substituto ao diesel de petróleo, com desempenho muito próximo, não exigindo modificações nos motores. Tradicionalmente o biodiesel é produzido através das reações de transesterificação de triglicerídeos, usando geralmente catalisadores alcalinos, 9 ou da esterificação de ácidos graxos livres, sendo que neste último caso, os ácidos graxos livres (AGLs) são submetidos à reação direta com um álcool de 4 carbonos ou menos, na presença de catalisadores ácidos. 10-12 mais recentemente o uso de diversos catalisadores heterogêneos tem sido descrito na literatura. 13 Transesterificação é o processo de transformação de um éster carboxílico em outro, através da troca do grupo Ro -presente no éster original, por outro grupo semelhante proveniente de um álcool na presença de um catalisa...

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“…Hydrotalcites are another class of solid base catalysts that have attracted recent attention because of their high activity and robustness in the presence of water and FFA [118,119].…”

Section: Heterogeneously Catalysed Routes To Biodieselmentioning

confidence: 99%

Catalysing sustainable fuel and chemical synthesis

Lee

2014

Appl Petrochem Res

Self Cite

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Concerns over the economics of proven fossil fuel reserves, in concert with government and public acceptance of the anthropogenic origin of rising CO 2 emissions and associated climate change from such combustible carbon, are driving academic and commercial research into new sustainable routes to fuel and chemicals. The quest for such sustainable resources to meet the demands of a rapidly rising global population represents one of this century's grand challenges. Here, we discuss catalytic solutions to the clean synthesis of biodiesel, the most readily implemented and low cost, alternative source of transportation fuels, and oxygenated organic molecules for the manufacture of fine and speciality chemicals to meet future societal demands.

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Structure-reactivity correlations in MgAl hydrotalcite catalysts for biodiesel synthesis

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The surface chemistry of nanocrystalline MgO catalysts for FAME production: An in situ XPS study of H2O, CH3OH and CH3OAc adsorption

The surface chemistry of nanocrystalline MgO catalysts for FAME production: An in situ XPS study of H2O, CH3OH and CH3OAc adsorption

Biodiesel: visão crítica do status atual e perspectivas na academia e na indústria

Catalysing sustainable fuel and chemical synthesis

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