Sıfır Değerlikli Nikel Nanoparçacıkların Sentezi, Karakterizasyonu ve Hayvansal İçyağlardan Biyodizel Üretiminde Katalizör Olarak Kullanılması

Abstract

– Biyodizel, bitkisel veya hayvansal yağların metanol/etanol gibi bir alkol ile genellikle homojen bir katalizör kullanılarak transesterleşmesi ile üretilebilmektedir. Ancak, biyodizelin homojen katalizör ile üretiminin, reaksiyon sırasında istenmeyen sabun oluşumu, biyodizelin saflaştırılması ve katalizörün çıkarılması veya geri kazanımı olmak üzere birçok dezavantajı bulunmaktadır. Biyodizel üretiminde heterojen katalizörler olarak sıfır değerlikli metal nanoparçacıkların (Ni0 , Cu0 , Fe0 gibi) kullanılması reaksiyonu basitleştirmekte ve yukarıda bahsedilen dezavantajları ortadan kaldırmaktadır. Bu çalışmada, sıfır değerlikli Ni0 nanoparçacıkların (Ni0NP’ların) kimyasal indirgenme yolu ile sentezlenmesi ve katalizör olarak hayvansal içyağdan biyodizel üretimi için kullanılması amaçlanmıştır. Sentezlenen Ni0NP’lar SEM, XRD, FTIR ve azot adsorpsiyon-desorpsiyon analizleri ile karakterize edilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, sentezlenen Ni0NP’ın küresel zincir görünümüne ve ortalama 40-60 nm parçacık boyutunda kristal bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Sentezlenen Ni0NP’ların BET modeline göre yüzey alanı 39.8 m2 g -1 olarak hesaplanmıştır. Ni0NP’ların hayvansal içyağın metanol ile transesterleşme reaksiyonları üzerindeki katalitik etkisi farklı sıcaklık ve sürelerde araştırılmıştır. Hayvansal içyağın biyodizele (metil esterlerine) dönüşüm oranları H-NMR analizi ile belirlenmiştir. 100 mg katalizör miktarı ve 30/1 alkol/yağ mol oranı kullanılarak en yüksek biyodizel dönüşüm oranı 135 °C reaktör sıcaklığı ve 10 saatlik reaksiyon süresi ile yapılan çalışmada %84 olarak hesaplanmıştır. Yapılan bu çalışma, Ni0NP’ların hayvansal içyağlardan biyodizel üretimi için kullanılabilecek umut verici bir katalizör olduğunu göstermiştir.