Skip to main content
SUPERVISOR
S.Hassan Ghaziaskar
سیدحسن قاضی عسگر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Peyman Saki
پیمان ساکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Study of the efficiency of sulfonated graphene oxide catalyst for reactions of glycerol and ethylene glycol esterification in acetic acid
In this research, the production of a sulfone-graphene oxide catalyst for the sterification of glycerol, as well as ethylene glycol with acetic acid and the production of value added compounds, including glycerol acetates and ethylene glycol acetates, was studied. In the first part of this study, a sulfone-based graphene oxide catalyst was developed. In order to study the properties of the catalyst and also the changes made during the construction of the catalyst, solid samples were studied in different stages by FT-IR, XRD, FE-SEM, TGA, BET and Raman methods. The acidity of the catalyst was also determined by inverting titration. Its activity was investigated in the reaction of acetylation of glycerol with acetic acid in a batch system using toluene azoteotropic agent. The reaction of styrilization of glycerol with acetic acid at the formation of the a-toluene azototropic temperature (100-94 ° C), the molar ratio of 7 to 1 acetic acid to glycerol and 7% by weight of the catalyst (relative to glycerol weight) and the effect of the catalyst Based on the percentage of glycerol conversion and triacetine selectivity was investigated. After 3 hours of reaction, the conversion rate of 98.4 for glycerol and selectivity was 12.3, 45.1 and 44.6 for monoacetine, diacetine and triacetine, respectively. In the following, the performance of the catalyst made with other catalysts, such as amberlyst 36, levatite, peurolite, citric acid, malic acid, paratolone sulfonic acid, and graphene oxide were compared. The stability of the catalyst was also evaluated through 4 repetitive trials at 3-hour intervals. In the next section of this paper, the catalytic activity of sulfonated graphene oxide was evaluated in the reaction of ethylene glycol with the acetic acid esterification in a batch system using toluene azeotropic agent. In optimal conditions, 5% by weight of the catalyst, the molar ratio of 4 to 1 acetic acid to ethylene glycol and 2 hours of reaction, the conversion percentage of 100 for ethylene glycol for selectivity was 24.4 and 75.6 for ethylene glycol monoacetate, and Ethylene glycol diacetate were obtained. In the following, the performance of the catalyst made with other catalysts, such as amberlyst 36, levatite, peurolite, citric acid, malic acid, paratolone sulfonic acid, and graphene oxide were compared. The catalyst stability was also investigated by repeated experiment at 2 hours.
در این پژوهش تولید کاتالیزور گرافن اکساید سولفونه شده جهت استری کردن گلیسرول و همچنین اتیلن گلیکول با استیک اسید و تولید ترکیبات با ارزش افزوده شامل استات های گلیسرول و استات های اتیلن گلیکول، مورد مطالعه قرار گرفت. در بخش اول این پژوهش کاتالیزور گرافن اکساید سولفونه شده ساخته شد. جهت مطالعه خصوصیات کاتالیزور ساخته شده و همچنین تغییرات صورت گرفته در حین ساخت کاتالیزور، نمونه های جامد در مراحل مختلف به وسیله روش های FT-IR، XRD، FE-SEM، TGA، BET و Raman مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین ظرفیت اسیدی کاتالیزور ساخته شده به وسیله تیتراسیون معکوس تعیین شد. فعالیت آن در واکنش استری شدن گلیسرول با استیک اسید در سیستم ناپیوسته با استفاده از عامل آزئوتروپ دهنده تولوئن مورد آزمایش قرار گرفت. واکنش استری شدن گلیسرول با استیک اسید در دمای تشکیل آزئوتروپ آب-تولوئن (100-94 درجه سانتی گراد)، نسبت مولی 7 به 1 استیک اسید به گلیسرول و مقدار 7 درصد وزنی کاتالیزور (نسبت به وزن گلیسرول) انجام و تاثیر کاتالیزور ساخته شده بر درصد تبدیل گلیسرول و گزینش پذیری تری استین مورد بررسی قرار گرفت. بعد از 3 ساعت از انجام واکنش درصد تبدیل 4/98 برای گلیسرول و گزینش پذیری به ترتیب برابر 3/12، 1/45 و 6/44 برای مونواستین، دی استین و تری استین حاصل شد. در ادامه کارایی کاتالیزور ساخته شده با دیگر کاتالیست ها از جمله آمبرلیست36، لواتیت، پیورولایت، سیتریک اسید، مالئیک اسید، پاراتولوئن سولفونیک اسید و گرافن اکساید مقایسه شد. همچنین پایداری کاتالیزور از طریق 4 آزمایش متوالی در زمان های 3 ساعت مورد بررسی قرار گرفت. در بخش بعدی این پژوهش فعالیت کاتالیزوری گرافن اکساید سولفونه شده در واکنش استری شدن اتیلن گلیکول با استیک اسید در سیستم ناپیوسته با استفاده از عامل آزئوتروپ دهنده تولوئن مورد ارزیابی قرار گرفت. در شرایط بهینه 5 درصد وزنی کاتالیزور، نسبت مولی 4 به 1 استیک اسید به اتیلن گلیکول و مدت زمان 2 ساعت انجام واکنش درصد تبدیل 100 برای اتیلن گلیکول گزینش پذیری به ترتیب برابر 4/24 و 6/75 برای اتیلن گلیکول مونواستات و اتیلن گلیکول دی استات حاصل شد. در ادامه کارایی کاتالیزور ساخته شده با دیگر کاتالیست ها از جمله آمبرلیست36، لواتیت، پیورولایت، سیتریک اسید، مالئیک اسید، پاراتولوئن سولفونیک اسید و گرافن اکساید مقایسه شد. همچنین پایداری کاتالیزور از طریق آزمایش تکراری در زمان های 2 ساعت مورد بررسی قرار گرفت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی