Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Najafi chermahini,HOSSEIN TAVAKOL
علیرضا نجفی چرمهینی (استاد راهنما) حسین توکل (استاد مشاور)
 
STUDENT
Behrokh Bakhtiari
بهرخ بختیاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Preparation of butyl levulinate using levulinic acid in the presence of acidic sulfonated mesoporous carbon catalysts
In this project performance of synthesized CMK-8-SO3H and CMK-8/Pr-SO3H acidic sulfonated mesoporous carbon catalysts in esterification reaction of levulinic acid with n-butanol have been investigated. FT-IR, FE-SEM, TEM, XRD, nitrogen absorption-desorption, TGA, SEM-EDX-Elemental mapping, and CHNS were used for characterization of catalysts. The results demonstrated that ordered mesoporous structures of catalysts, well formed and have been preserved after functionalization, also specific surface area of catalysts 345, 140 and 172 m2/g was found for CMK-8, CMK/Pr-SO3H and CMK-8-SO3H, respectively. These obtained catalysts were used for esterification reaction of levulinic acid to butyl levulinate. Optimal reaction conditions such as reaction time, acid to alcohol ratio, temperature and the weight of catalyst have been designed with Taguchi method. Optimal conditions for n-butyl levulinate synthesis has been estimated to be 130 °C, 10 hours, with 0.015 g of catalyst and 1:10 ratio of acid to alcohol. Under optimum reaction conditions yield of butyl levulinate and conversion of levulinic acid were obtained 75 and 95 %, respectively. To investigate the stability of the optimized catalyst, the catalyst was recycled, and after 3 runs, the yield of the CMK-8-SO3H reduced from 75 to 73 %.
در این پژوهش عملکرد کاتالیست¬های کربن مزوحفره سولفونه شده اسیدی CMK-8-SO3H و CMK-8/Pr-SO3H در واکنش استری کردن لوولینیک¬ اسید با n-بوتانول مورد مطالعه قرار گرفت. برای شناسایی بستر و کاتالیست¬ها از تکنیک¬های طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، جذب و واجذب نیتروژن، آنالیز وزن¬سنجی گرمایی (TGA)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX) و آنالیز عنصری (CHNS) استفاده شد. نتایج نشان داد ساختار مزوحفره و در عین حال منظم کاتالیست¬ها به خوبی تشکیل و پس از عامل¬دار شدن حفظ شده¬اند، همچنین مساحت سطح ویژه بستر و کاتالیست¬ها با تکنیک جذب و واجذب نیتروژن اندازه¬گیری و 345، 140 و 172 m2/g به ترتیب برای CMK-8، CMK-8/Pr-SO3H و CMK-8-SO3H به دست آمد. کاتالیست¬های تهیه شده در واکنش استری کردن لوولینیک اسید به n-بوتیل لوولینات استفاده شد. شرایط واکنش بهینه همچون زمان، نسبت مولی اسید به الکل، دما و مقدار کاتالیست توسط روش تاگوچی طراحی شد. نتایج بررسی نشان داد که در تهیه¬ی n-بوتیل لوولینات شرایط بهینه واکنش شامل دما130 درجه سانتی¬گراد، زمان 10 ساعت، مقدار کاتالیست 015/0 گرم و نسبت مولی اسید به الکل 1:10 می¬باشد، تحت چنین شرایطی بهترین بازده n-بوتیل لوولینات و درصد تبدیل لوولینیک اسید به ترتیب 75 و 95 درصد به دست آمد. جهت بررسی پایداری کاتالیست بهینه، بازیافت کاتالیست انجام شد که بازده واکنش کاتالیست CMK-8-SO3H پس از 3 بار استفاده مجدد از 75 به 73 درصد کاهش یافت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی