Nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng xúc tác cacbon hóa từ nguồn lignin phế thải

Nhan đề : Nghiên cứu tổng hợp và ứng dụng xúc tác cacbon hóa từ nguồn lignin phế thải Tác giả : Trần Văn Lương Người hướng dẫn: Nguyễn Khánh Diệu Hồng Từ khoá : Cacbon hóa; Xúc tác Mesocacbon Năm xuất bản : 2020 Nhà xuất bản : Trường đại học Bách Khoa Hà Nội Tóm tắt : Tổng quan về xúc tác cacbon hóa và cacbon hóa MQTB, xúc tác Mesocacbon, nhiên liệu biokerosen trên thế giới và Việt Nam; thực nghiệm và các phương pháp nghiên cứu; kết quả.

  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ 2019B - KỸ THUẬT HÓA HỌC – TRẦN VĂN LƯƠNG – CB190124 Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng xúc tác cacbon hóa từ nguồn lignin phế thải TRẦN VĂN LƯƠNG Ngành Kỹ thuật hóa học Hà Nội, 12/2020  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng xúc tác cacbon hóa từ nguồn lignin phế thải TRẦN VĂN LƯƠNG Ngành Kỹ thuật hóa học Giảng viên hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng Viện: Kỹ thuật hóa học Hà Nội, 12/2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tơi xin cam đoan rằng, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc giúp đỡ trình thực luận văn cảm ơn Tác giả Trần Văn Lương i LỜI CẢM ƠN Tơi xin tỏ lịng biết ơn tới GS.TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng hướng dẫn tận tình mặt khoa học, truyền đạt kinh nghiệm, phương pháp nghiên cứu, giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ mơn Cơng nghệ Hữu – Hóa dầu, Viện Kỹ thuật Hóa học giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2020 Tác giả Trần Văn Lương ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 XÚC TÁC CACBON HÓA VÀ CACBON HÓA MQTB 1.1.1 Khái quát chung xúc tác cacbon hóa 1.1.2 Khái quát xúc tác cacbon hóa MQTB 1.1.3 Các phương pháp chế tạo xúc tác cacbon hóa MQTB 1.1.4 Nguyên liệu natri lignosunfonat để tổng hợp xúc tác cacbon hóa MQTB 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIÊN LIỆU KEROSEN VÀ BIOKEROSEN 11 1.2.1 Kerosen nhiên liệu phản lực 11 1.2.2 Khái quát nhiên liệu biokerosen .12 1.2.3 Các loại nguyên liệu dầu thực vật chuyển hóa thành biokerosen .13 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP BIOKEROSEN 19 1.3.1 Chuyển hóa dầu thực vật thành biokerosen theo phương pháp trao đổi este 19 1.3.2 Các phương pháp trao đổi este khác 19 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ XÚC TÁC MESO CACBON, NHIÊN LIỆU BIOKEROSEN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .20 1.4.1 Nghiên cứu xúc tác meso cacbon 20 1.4.2 Nghiên cứu nhiên liệu biokerosen 22 Chương THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 CHẾ TẠO XÚC TÁC MSL 24 2.1.1 Hóa chất dụng cụ 24 2.1.2 Thực nhiệt phân natri lignosunfonat để thu biochar 24 2.2.3 Xử lý biochar .25 2.2.4 Sunfua hóa biochar 25 2.2.5 Điều chế xúc tác 26 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC NHẬN CẤU TRÚC XÚC TÁC .26 2.2.1 Phương pháp nhiễu xạ XRD 26 2.2.2 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - nhả hấp phụ N2 (BET) 27 2.2.3 Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) 30 2.2.4 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 30 2.2.5 Phương pháp giải hấp theo chương trình nhiệt độ TPD-NH3 .31 2.3 CHUYỂN HÓA DẦU LANH THÀNH BIOKEROSEN TRÊN XÚC TÁC MSL32 2.4 XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 35 2.4.1 Xác định tỷ trọng (ASTM D1298) 35 iii 2.4.2 Xác định độ nhớt động học (ASTM D445) 36 2.4.3 Xác định số xà phịng hóa (ASTM D5558) 36 2.4.4 Xác định số axit (ASTM D664) 37 2.4.5 Xác định số iot (EN 14111) 37 2.4.6 Xác định hàm lượng nước (ASTM D95) 39 2.4.7 Xác định điểm đông đặc (ASTM D 97) 39 2.4.8 Xác định điểm chớp cháy cốc kín (ASTM D93) 39 2.4.9 Xác định hàm lượng tạp chất học (ASTM D3042) 40 2.4.10 Xác định hàm lượng cặn cacbon (ASTM D189/97) 40 2.4.11 Xác định chiều cao lửa khơng khói (ASTM D1322) .40 2.4.12 Xác định thành phần chưng cất phân đoạn (ASTM D86) 40 2.4.13 Xác định hàm lượng hydrocacbon thơm (ASTM D1319) 41 2.4.14 Xác định áp suất bão hòa (ASTM D4953) 41 2.4.15 Xác định hàm lượng lưu huỳnh (ASTM D7679) 41 2.4.16 Xác định ăn mòn mảnh đồng (ASTM D130) 41 2.4.17 Xác định độ ổn định oxy hóa (ASTM D2274) 42 2.4.18 Xác định độ dẫn điện (ASTM D2624) 42 2.4.19 Xác định tính bơi trơn (ASTM D5001) .42 2.4.20 Xác định hàm lượng nhựa thực tế (ASTM D381) 42 2.4.21 Xác định ngoại quan (màu sắc, mùi) (ASTM D1500, D6045) 42 2.4.22 Phương pháp sắc ký khí – khối phổ (GC-MS) 43 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU LIGNIN 45 3.1.1 Cấu trúc nguyên liệu natri lignosunfonat 45 3.1.2 Cấu trúc biochar thu từ natri lignosunfonat 47 3.2 MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA XÚC TÁC MSL 49 3.2.1 Giản đồ XRD xúc tác MSL 49 3.2.2 Kết đo BET xúc tác MSL .50 3.2.3 Đánh giá hình thái học xúc tác MSL qua ảnh TEM 53 3.2.4 Phân tích giản đồ FT-IR xúc tác MSL 53 3.2.5 Giản đồ TPD-NH3 xúc tác MSL 55 3.3 KẾT QUẢ TỔNG HỢP BIOKEROSEN TỪ DẦU LANH 56 3.3.1 Phân tích tính chất nguyên liệu dầu lanh 56 3.3.2 Kết trình tổng hợp biokerosen .57 KẾT LUẬN 66 BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ .67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Ý nghĩa ATSM Hiệp hội tiêu chuẩn vật liệu Mỹ ĐBSCL Đồng sông Cửu long FA Axit béo tự NLSH Nhiên liệu sinh học NLPL Nhiên liệu phản lực FT-IR Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier GC - MS Phương pháp phân tích sắc ký khí – khối phổ SEM Hiển vi điện tử quét TCVN Tiêu chuẩn Việt nam TG-DTA Phân tích nhiệt khối lượng – nhiệt vi sai TPD-NH3 Phương pháp giải hấp phụ NH3 theo chương trình nhiệt độ XRD Nhiễu xạ tia X MQTB Mao quản trung bình MSL Mesoporous Sulfonated Lignin - Xúc tác có MQTB sở lignin v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất hóa lý kerosen dầu mỏ 11 Bảng 1.2 Thơng số hóa lý dầu lanh 17 Bảng 1.3 Thành phần dầu lanh so với loại dầu khác .18 Bảng 2.1 Lượng mẫu thử thay đổi theo số iốt dự kiến 38 Bảng 3.1 Một số tính chất natri lignosunfonat .46 Bảng 3.2 Các thông số thu từ phương pháp TPD-NH3 .56 Bảng 3.3 Một số tiêu đặc trưng hóa lý dầu lanh 57 Bảng 3.4 Tổng hợpcác điều kiện cơng nghệ thích hợp cho q trình chuyển hóa dầu lanh thu biokerosen 63 Bảng 3.5 Thành phần axit béo sản phẩm 63 Bảng 3.6 Một số tiêu kỹ thuật biokerosen tổng hợp từ dầu lanh .65 vi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc khơng gian 3D bột đen theo Franklin .4 Hình 1.2 Cấu trúc xúc tác cacbon hóa theo Toda Hình 1.3 Các dạng cấu trúc xúc tác MQTB .6 Hình 1.4 Cấu trúc 3D lignin .9 Hình 1.5 Cây, hạt dầu lanh 17 Hình 2.1 Sơ đồ nhiệt phân natri lignosunfonat thu biochar 25 Hình 2.2 Phân loại đường đẳng nhiệt hấp phụ .29 Hình 2.3 Thiết bị phản ứng tổng hợp biokerosen 32 Hình 2.4 Sơ đồ khối máy sắc kí khí GC 43 Hình 2.5 Sơ đồ tổng quát thiết bị GC/MS 44 Hình 3.1 Cấu trúc đại phân tử lignin 45 Bảng 3.1 Một số tính chất natri lignosunfonat .46 Hình 3.2 Giản đồ XRD natri lignosunfonat 47 Hình 3.3 Giản đồ XRD biochar natri lignosunfonat 48 Hình 3.4 Giản đồ XRD góc hẹp xúc tác MSL .49 Hình 3.5 Giản đồ XRD góc rộng xúc tác MSL .50 Hình 3.6 Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp N2 xúc tác MSL 51 Hình 3.7 Đường phân bố mao quản xúc tác MSL 52 Hình 3.8 Ảnh TEM xúc tác MSL 53 Hình 3.9 Phổ FT-IR biochar (trên) xúc tác MSL (dưới) 54 Hình 3.10 Giản đồ TPD-NH3 xúc tác MSL 55 Hình 3.11 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo biokerosen từ dầu lanh .58 Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo biokerosen từ dầu lanh .59 Hình 3.13 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến hiệu suất tạo biokerosen từ dầu lanh .60 Hình 3.14 Ảnh hưởng tỷ lệ mol metanol/dầu đến hiệu suất tạo biokerosen từ dầu lanh 61 Hình 3.15 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất tạo biokerosen từ dầu lanh .62 Hình 3.16 Kết GC-MS sản phẩm biokerosen từ q trình chuyển hóa este từ dầu lanh 64 vii LỜI MỞ ĐẦU Một thành phần quan trọng cấu thành sinh khối lignin, bên cạnh xenlulozơ hemixenlulozơ, có tác dụng chất keo gắn kết xenlulozơ hemixenlulozơ thành tổng thể bền vững Trong trình ứng dụng sinh khối, người ta thường quan tâm đến thành phần xenlulozơ hemixenlulozơ chúng có nhiều tiềm việc tổng hợp hóa chất quan trọng, ví dụ furfural Một lượng lignin lớn bị coi phụ phẩm, chưa ứng dụng nhiều thành phần xenlulozơ sinh khối Dạng ứng dụng phổ biến lignin natri lignosunfonat, sản phẩm trình sunfo hóa lignin [36, 55] Về mặt cấu trúc, lignin tạo nên từ nhiều hợp chất chứa vòng thơm, nên q trình cacbon hóa khơng hồn tồn chúng thuận lợi cho phản ứng ngưng tụ vòng thơm lại để tạo cấu trúc giống than sinh học (biochar) Từ biochar, chế tạo nhiều loại xúc tác cacbon hóa khác nhau, có lực axit mạnh bền vững, ứng dụng nhiều trình thủy phân cacbohydrat, tổng hợp furfural, este hóa, trao đổi este Đặc biệt, nhờ có q trình trình biến tính đặc biệt, tạo xúc tác cacbon hóa có cấu trúc mao quản trung bình trật tự (MQTB), có hiệu xúc tác chí cịn tốt nhiều so với xúc tác cacbon hóa thơng thường [5, 32] Xuất phát từ ý tưởng đó, nghiên cứu có mục đích chế tạo đặc trưng xúc tác cacbon hóa dạng MQTB sở lignin, từ tiền chất natri lignosunfonat Xúc tác chế tạo được kí hiệu xúc tác MSL (Mesoporous Sulfonated Lignin), ứng dụng vào trình tổng hợp biokerosen từ dầu lanh thông qua phản ứng trao đổi este 3.3.2.5 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn Khảo sát thực dựa thông số sau: nhiệt độ 120oC, thời gian giờ, hàm lượng xúc tác 8% khối lượng dầu, tỷ lệ mol metanol/dầu 45/1 tốc độ khuấy trộn thay đổi từ 50 đến 500 vòng/phút Kết khảo sát thể hình 3.15 Hình 3.15 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất tạo biokerosen từ dầu lanh Quá trình khuấy trộn giúp đẩy nhanh tốc độ khuếch tán chất phản ứng tới tâm axit, cải thiện khả tiếp xúc với nhau, đồng thời giúp đẩy nhanh trình khuếch tán sản phẩm khỏi trung tâm phản ứng sau hình thành [18] Vì thế, khuấy trộn tốt, phản ứng nhanh đạt trạng thái cân Các khảo sát ra, tốc độ khuấy 400 v/p cho hiệu cao không nhiều so với tốc độ khuấy 300 v/p, nên chọn tốc độ khuấy 300 v/p thích hợp cho trình tổng hợp biokerosen Sau tất trình khảo sát, chọn thơng số cơng nghệ thích hợp cho phản ứng trao đổi este với nguyên liệu dầu lanh để thu biokerosen, mô tả bảng 3.4 62 Bảng 3.4 Tổng hợpcác điều kiện công nghệ thích hợp cho q trình chuyển hóa dầu lanh thu biokerosen Điều kiện công nghệ Giá trị Lượng dầu, ml 100 Nhiệt độ phản ứng, oC 120 Thời gian phản ứng, Hàm lượng xúc tác, % kl dầu Tỷ lệ mol metanol/dầu 45 Tốc độ khuấy trộn, vòng/phút 300 Hiệu suất tạo biokerosen, % 94,0 Hiệu suất phản ứng đạt 94,0% tính theo metyl este, giá trị hiệu suất cao, ngang với trình tổng hợp metyl este xúc tác bazơ mạnh, chứng tỏ xúc tác tổng hợp có hoạt tính cao Sản phẩm thu sau trình tinh chế (lọc, rửa, tách nước) metyl este với gốc axit béo có nguyên liệu Sản phẩm phân tích phương pháp sắc ký khí – khối phổ (GC-MS) để xác định thành phần gốc axit béo Thành phần axit béo sản phẩm thể bảng 3.5 hình 3.16 Bảng 3.5 Thành phần axit béo sản phẩm STT Tên axit béo Cấu trúc Công thức Thành phần, % Palmitic C16:0 C16H32O2 7,09 Oleic C18:1 C18H34O2 83,43 Linolenic C18:3 C18H30O2 2,95 C18:0 C18H36O2 Stearic Tổng, % 63 5,76 99,23 Hình 3.16 Kết GC-MS sản phẩm biokerosen từ q trình chuyển hóa este từ dầu lanh Từ kết GC-MS metyl este tổng hợp từ dầu lanh, thấy xuất nhiều pic có thời gian đặc trưng cho metyl este loại axit béo, pic đặc trưng có hàm lượng lớn là: metyl palmitat 7,09%, metyl oleat 83,43%, metyl linolenat 2,95%, metyl stearat 5,76%, ngồi cịn số este khác với hàm lượng nhỏ Thành phần metyl este có mạch cacbon từ C16 đến C18 Thành phần gốc axit phù hợp với thành phần gốc axit dầu lanh, đồng thời phù hợp với khoảng sôi phân đoạn kerosen làm thành phần pha chế nhiên liệu phản lực Từ kết phân tích sản phẩm từ bảng tiêu đặc trưng nguyên liệu dầu lanh, thấy sản phẩm biokerosen qua trình trao đổi este từ nguồn nguyên liệu thực vật: dầu lanh; tạp chất, không chứa S hydrocacbon thơm, dẫn đến trình cháy đáp ứng tốt yêu cầu khả cháy nhiên liệu phản lực thơng qua tiêu chiều cao lửa khơng khói Thành phần metyl este có mạch cacbon từ C16 đến C18 gần với khoảng mạch 64 C từ nhiên liệu phản lực (C11÷C16) Hơn nữa, hàm lượng metyl este chưa bão hòa sản phẩm cao nên độ linh động sản phẩm biokerosen tốt nhiệt độ thấp Các tiêu quan trọng biokerosen từ dầu lanh đưa bảng 3.6 Bảng 3.6 Một số tiêu kỹ thuật biokerosen tổng hợp từ dầu lanh Chỉ tiêu kỹ thuật Phương pháp Biokerosen Tỷ trọng 15,5oC D 1298 0,8702 Nhiệt trị, MJ/Kg D 2015 38,4 Chiều cao lửa khơng khói, mm D 1322 97,3 Chỉ số axit, mg KOH/g D 664 0,02 Chỉ số iot, g iot/100g EN 14111 192,9 Độ nhớt động học 40oC, cSt D 445 11,3 Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC D 93 166,8 Ăn mòn đồng, loại D 130 1a Cặn cacbon, % KL D 4530 0,04 Điểm băng, oC D 2386 -35,97 Kết phân tích biokerosen từ dầu lanh cho thấy, khả cháy thông qua tiêu chiều cao lửa khơng khói tốt (97,3 mm) - tiêu quan trọng nhiên liệu phản lực; giá trị lớn nhiều so với quy định nhiên liệu phản lực thương mại Ngoài ra, tiêu quan trọng khác điểm băng đạt tới -35,97oC, dù chưa đáp ứng theo tiêu chuẩn bay nhiên liệu phản lực, hoàn toàn thuận lợi pha trộn biokerosen với nhiên liệu phản lực theo tỷ lệ định Các tiêu chuẩn khác biokerosen khơng có ảnh hưởng đến khả pha trộn nhiên liệu, đặc biệt biokerosen hồn tồn khơng có lưu huỳnh hợp chất thơm nên hạn chế ô nhiễm môi trường 65 KẾT LUẬN Chế tạo thành công xúc tác cacbon hóa dạng MQTB sở lignin (xúc tác MSL), từ tiền chất natri lignosunfonat theo phương pháp khuôn mẫu mềm Xúc tác chứa hệ thống MQTB trật tự, có lực axit mạnh bền vững nhờ có nhóm – SO3H liên kết với hệ đa vòng thơm ngưng tụ Xác định đặc trưng hóa lý dầu lanh, nguyên liệu phù hợp cho trình tổng hợp biokerosen Dầu lanh có mạch cacbon dài, chứa nhiều liên kết đơi nên có tính linh động cao nhiệt độ thấp, tính chất quan trọng NLPL sinh học Ngồi ra, dầu cịn có độ nhớt thấp, tính ổn định độ axit thấp, nên sử dụng vào q trình tổng hợp biokerosen mà qua tinh chế Hoạt tính xúc tác MSL cao, cho hiệu suất thu biokerosen đạt tới 94% điều kiện nhiệt độ 120oC, thời gian giờ, hàm lượng xúc tác 8%, tỷ lệ mol metanol/dầu 45/1 tốc độ khuấy trộn 300 vong/phút Sản phẩm biokerosen chứa hầu hết metyl este có hàm lượng liên kết đôi lớn, mong đợi thành phần loại biokerosen điển hình Biokerosen tổng hợp từ dầu lanh xúc tác MSL cho khả cháy tốt Tuy điểm băng -35,97oC chưa đáp ứng theo tiêu chuẩn nhiên liệu phản lực thương mại, khả pha trộn nhiên liệu với nhiên liệu phản lực để tạo nhiên liệu phản lực sinh học có điểm băng phù hợp khả thi Quan trọng, biokerosen không chứa lưu huỳnh, aromatic nên hạn chế ô nhiễm môi trường 66 BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Trần Văn Lương Chế tạo đặc trưng xúc tác cacbon hóa mao quản trung bình từ natri lignosunfonat, ứng dụng để chuyển hóa dầu lanh thành biokerosen Tạp chí Xúc tác hấp phụ, số tập 9, 7/2020 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ayhan D., Production of biodiesel fuel from linseed oil using methanol and ethanol in non-catalytic SCF conditions, Ayhan Demirbas, Sila Science, Trabzon, Turkey, 33, 2009, 113-118 Bergthorson JM, Smith D, NgadiM, salusburys, Fisbein B, Subramanian S, Toepoeel V, 2nd Generation Biomass into biojet potential, IATA technical report, 2008 Budarin V L., Clark J H., Luque R., Macquarrie D J., Koutinas A., Webb C (2007) Tunable mesoporous materials optimised for aqueous phase esterifications Green Chem., 9(9), 992-995 Budarin V.L., Clark J H., Hardy J J E., Luque R., Milkowski K., Tavener S J., Wilson A J (2006) Starbons: new starch-derived mesoporous carbonaceous materials with tunable properties Angew Chem Int Ed., 45(23), 3782-3786 C.T Kresge, M.E Leonowicz, W.J Roth, J.C Vartuli, J.C Beck, Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquil - crystal template mechannism, Nature 359, 710 – 712, 1992 Dagaut P, Cathonnet M, The ignition, oxidation, and combustion of kerosene, a review of experimental and kinetic modeling, Prog Energy Combust Sci, 32, 4892, 2006 Daiyu S., Sai A., Bo L., Yihang G., Jiyan L., Arylsulfonic acid functionalized hollow mesoporous carbon spheres for efficient conversion of levulinic acid or furfuryl alcohol to ethyl levulinate, Applied Catalysis B: Environmental, 179, 2015, 445-457 Davidson DF, Hanson RK, Fundamental kinetic database utilizing shock tube measurements, 6th international conference on chemical kinetics, Gaithersburg, MD, 2005 Dean AJ, Penyazkov OG, Sevruk KL, Varatharajan B, Autoignition of surrogate fuels at elevated temperatures and pressures, Proc Combust Inst, 31, 2481-8, 2007 10 Dean AJ, Penyazkov OG, Sevruk KL, Varatharajan B, Ignition of aviation kerosene at high temperatures, 20th ICDERS, Montre´al, Canada, 2005 68 11 Dongyuan Z., Ying W., Wuzong Z., Ordered Mesoporous Materials, Wiley-VCH Verlag & Co KGaA Boschstr 12, 69469 Weinheim, Germany, 2013 12 E V Carandang, Coconut Methyl Ester as an Alternative Fuel, Society for the Advancement of Technology Management in the Philippines (SATMP), 2002 13 FANG L., ZHANG K., LI X., WU H., WU P., Preparation of a Carbon-Silica Mesoporous Composite Functionalized with Sulfonic Acid Groups and Its Application to the Production of Biodiesel, Chinese Journal of Catalysis 33, 114122, 2012 14 Galo J de AA Soler-Illia, ClDment Sanchez, BDnDdicte Lebeau, and Joel Patarin, Chemical Strategies to Design Textured Materials: from Microporous and Mesoporous Oxides to nanonetworks and Hierachical structures, Chem Rev, 102 (2002) 4093-4138 15 H Song, S An, B Lu, Y Guo, J Leng, Arylsulfonic acid functionalized hollow mesoporous carbon spheres for efficient conversion of levulinic acid or furfuryl alcohol to ethyl levulinate, Applied Catalysis B: Environmental, 179, 445-457, 2015 16 Hồng Ngọc Dũng, Lê Đình Khiêm, Phạm Năng Cường, Trần Quang Biển, Nguyễn Văn Bình, Lê Văn Hoan, Nguyễn Khánh Diệu Hồng “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng xúc tác dạng hydrotalcite kim loại Mg-Ni-Al, ứng dụng cho q trình decacboxyl hóa dầu dừa thu hydrocacbon” Tạp chí Hóa học & Ứng dụng Số (26)/2014, tr 24-28 17 Hong K D Nguyen, Vuong V Pham (2017) Upgrading Bio-Oil Obtained From Microalgae Over Ni/Biochar Catalyst For Hydrocarbon Synthesis Journal of Applicable Chemistry, Vol (2), p 210218, (IF=1.612) 18 Hong K D Nguyen, Hai Q Tran, Nga L T Nguyen, Ngo T Dinh (2018) Study on the preparation of ordered mesoporous carbonbased catalyst from waste microalgal biomass for the synthesis of biokerosene Journal of Porous Materials Jan 2018 19 Hong K D Nguyen Hung V Vo, Tuyet Anh T Dang, Ngo T Dinh (2018) Design of novel order mesostructured superacid catalyst from rice husk for the conversion of linseed oil to methyl esters J Chemical Papers V.72, No1, P.119128 https://doi.org/10.1007/s11696-017-0263-z 69 20 Hong K D Nguyen, Hung V Nguyen (2018) Conversion of jatropha oil to green hydrocarbons through decarboxylation process over mesohydrotalcite catalyst Journal of Applicable Chemistry, (6: 1651-1660) 21 Hong K D Nguyen, Hung V Nguyen, Duc S Dao, Lan L Hoang (2017) Preparation and characterization of ordered mesoporous Mg-Al-Co hydrotalcite based catalyst for decarboxylation of jatropha oil J Porous Mater, V 24, p.731740 22 Hong K D Nguyen, Hung V Nguyen, Vu A Nguyen (2018) Effect of synthetic conditions on the structure of mesoporous Mg-Al-Co hydrotalcite Journal of Molecular Structure 1171, 25-32 23 Hong K D Nguyen, Toan D Nguyen, Dung N Hoang, Duc S Dao, Thao T Nguyen, Limphirat W., Lan L Hoang (2017) X-ray absorption spectroscopies of Mg-Al-Ni hydrotalcite like compoundfor explaining the generation of surface acid sites Korean J Chem Eng., V 34(2), 314-319 DOI: 10.1007/s11814-0160285-1 24 Huanfei X., Guang Y., Xindong M., Chunyan Z., Paul D Roussel, Chao L., Bin L., Haisong W (2015) Effect and characterization of sodium lignosulfonate on alkalipretreatment for enhancing enzymatic saccharification of corn stover, Industrial Crops and Products 76, 638–646 25 IAIA2009ReportonAlternativeFuelsonlineversion (2009) 26 J Ching Juan, Damayani Agung Kartika, Ta Yeong Wu, Taufiq-Yap Yun Hin (2011), Biodiesel production from jatropha oil by catalytic and non-catalytic approaches: An overview, Bioresource Technology, 102, 452-460 27 James D Kinder, Timothy Rahmes (2009) Evaluation of Bio-Derived Synthetic Paraf?nic Kerosene (Bio-SPK) 28 Jashvinder S., Sai G (2010) Commercialization potential of microalgae for biofuels production, Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 29 Jaturong J., Boonyarach K., Pramoch R., Kunchana B., Lalita A., Peesamai J (2006) Transesterification of crude palm kernel oil and crude coconut oil by different solid catalysts, Chemical Engineering Journal, 116, 61-66 30 Jidon Janaun, Naoko Ellis, Role of silica template in the preparation of sulfonated mesoporous carbon catalysts, Applied Catalysis A: General, 394, 25– 70 31, 2011 31 Juan JC, Kartika DA, Wu TY, Hin T-YY (2011) Biodiesel production from jatropha oil by catalytic and non-catalytic approaches: an overview Bioresource Technology, 102:452-60 32 Kanyaporn Chaiwong, Tanongkiat Kiatsiriroa, Nat Vorayos, Churat Thararax, Biochar production from freshwater algae by slow pyrolysis, Maejo International Journal of Science and Technology, 6(02), 186-195, 2012 33 Kazimierz Baczewski, Piotr Szczawinski, Investigation properties of rapeseed oil methyl esters/aviation turbine fuel jet a-1 blends, Journal of KONES Powertrain and Transport, 18, 15-22, 2011 34 Kitano, M., Arai, K., Kodama, A., Kousaka, T., Nakajima, K., Hayashi, S., and Hara, M (2009) Preparation of a sulfonated porous carbon catalyst with high specific surface area Catal Lett., 131 242-249 35 Lakhya Jyoti Konwar, Eero Salminen, Narendra Kumar, Towards carbon efficient biorefining: Multifunctional mesoporous solid acids obtained from biodiesel production wastes for biomass conversion, Applied Catalysis B: Environmental 176 - 177, 20 - 35, 2015 36 Leonard Wagner, biodiesel from algae oil, Mora asscociates, tháng 7, 2007 37 Li Peng, An Philippaerts, Xiaoxing Ke, Jasper Van Noyen, Filip De Clippel, Gustaaf Van Tendeloo, Pierre A Jacobs, Bert F Sels, Preparation of sulfonated ordered mesoporous carbon and its use for the esterification of fatty acids, Catalysis Today 150, 140–146, 2010 38 Lingtao Wang, Xiuqin Dong, Haoxi Jiang, Guiming Li, Minhua Zhang, Phosphorylated ordered mesoporous carbon as a novel solid acid catalyst for the esterification of oleic acid, Catalysis Communications 56, 164-167, 2014 39 Liu, R., Wang, X., Zhao, X., and Feng, P (2008) Sulfonated ordered mesoporous carbon for catalytic preparation of biodiesel Carbon, 46(13), 16641669 40 Liu, Y., Chen, J., Yao, J., Lu, Y., Zhang, L., and Liu, X (2009) Preparation and properties of sulfonated carbon-silica composites from sucrose dispersed on MCM-48 Chem Eng J., 148(1), 201-206 41 M, F, Fingas, Studies on the evaporation of crude oil and petroleum products, I, 71 The relationship between evaporation rate and time, J Hazard Mater 56, 227236, 1997 42 M Gubitz, Mittelbach M., Trabi M (1999), Exploitation of the tropical oil seed plant Jatropha curcas L, Bioresour Technol; 67:73-82 43 Maurice LQ, Lander H, Edwards T, Harrison III WE, Advanced aviation fuels, a look ahead via a historical perspective, Fuel, 80, 747-56, 2001 44 Meynen, V., Cool, P., & Vansant, E F (2009) Verified synthesis of mesoporous materials Microporous and Mesoporous Materials, 125, 170 - 223 45 Minhua Zhang, Anxia Sun, Yonglu Meng, Lingtao Wang, Haoxi Jiang, Guiming Li, High activity ordered mesoporous carbon-based solid acid catalyst for the esterification of free fatty acids, Microporous and Mesoporous Materials 204, 210–217, 2015 46 Mittelbach, M Remschmidt (2004), Biodiesel: the Comprehensive Handbook, Boersendruck Ges.m.b.H; Vienna, Austria 47 Mo, X H., Lotero, E., Lu, C Q., Liu, Y J., and Goodwin, J G (2008b) A novel sulfonated carbon composite solid acid catalyst for biodiesel synthesis Catal Lett., 123(1-2), 1-6 48 Mo, X., Lopez, D E., Suwannakarn, K., Liu, Y., Lotero, E., Goodwin, J G., and Lu, C Q (2008a) Activation and deactivation characteristics of sulfonated carbon catalysts J Catal., 254(2), 332-338 49 N Zhang, A Sun, Y Meng, L Wang, H Jiang, G Li, High activity ordered mesoporous carbon-based solid acid catalyst for the esterification of free fatty acids, Microporous and Mesoporous Materials 204 (2015) 210–217 50 Nakajima, K., Hara, M., and Hayashi, S (2007) Environmentally benign production of chemicals and energy using a carbon-based strong solid acid J Am Ceram Soc., 90(12), 3725-3734 51 Nguyễn Đăng Toàn, Vũ Đỗ Hồng Dương, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Nghiên cứu tổng hợp xúc tác dị thể lưỡng chức silicat chứa canxi (MCS) dạng mao quản trung bình, ứng dụng cho trình tổng hợp biokerosen từ dầu vi tảo, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T2 (Nº2), 182 – 190, 2013 52 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hoàng Ngọc Dũng, Đinh Thị Ngọ “Nghiên cứu tổng hợp hydrocacbon xanh từ dầu dừa phản ứng decacboxyl hóa, sử dụng xúc 72 tác sở hydrotalcite” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Tập 52- số 5B, 2014 Tr 273-283 53 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hoàng Ngọc Dũng “Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng hệ xúc tác hydrotalcite hai thành phần Mg-Al cho phản ứng decacboxyl hóa dầu dừa thu hydrocacbon” Tạp chí Khoa học Công nghệ Tập 52, số 6, 2014, Tr 755-764 54 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Lệ Tố Nga Nghiên cứu chế tạo xúc tác KI/Al2O3 cho phản ứng tổng hợp nhiên liệu phản lực sinh học biokorosen Tạp chí Hóa học T51 (2C), 2013, p844-850 55 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Nhiên liệu sạch, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2015 56 Nguyen Khanh Dieu Hong, Vu Dinh Duy, Dinh Thi Ngo (2015) Study on the preparation and characterization of carbon based catalyst derived from partial carbonization of cellulose Tạp chí Hóa học, 53, 2e1, 62-68 57 Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Nguyễn Lệ Tố Nga “Nghiên cứu chế tạo xúc tác KNO3/-Al2O3 cho phản ứng tổng hợp nhiên liệu sinh học biokerosen” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Tập 50, số 3E, 2012 Tr 12411248 58 Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Khánh Diệu Hồng “Nghiên cứu đặc trưng tính chất xúc tác KI/Al2O3, ứng dụng cho phản ứng tổng hợp nhiên liệu kerosen sinh học từ dầu hạt cải” Tạp chí Hóa học, T4AB 51/2013 p153-158 59 Oguntola J ALAMU, Opeoluwa DEHINBO and Adedoyin M SULAIMAN, Production and Testing of Coconut Oil Biodiesel Fuel and its Blend, Leonardo Journal of Sciences, 16, 95-104, 2010 60 P E Akbar, Zahira Yaakob, Siti Kartom Kamarudin, Manal Ismail, Jumat Salimon (2009), Characteristic and Composition of Jatropha Curcas Oil Seed from Malaysia and its Potential as Biodiesel Feedstock Feedstock, European Journal of Scientific Research ISSN 1450-216X Vol.29 No.3, pp.396-403 61 P Rutz, R Janssen (2007), Biofuel Technology Handbook, WIP Renewable Energies, Germany 62 P S Antony Raja, D.S Robinson smart, C Lindon Robert Lee (2011), Biodiesel production from jatropha oil and its characterization, Research Journal of 73 Chemical Sciences, Vol (1) April 63 Peng, L., Philippaerts, A., Ke, X., Van Noyen, J., De Clippel, F., Van Tendeloo, G., Jacobs, P A., and Sels, B F (2010) Preparation of sulfonated ordered mesoporous carbon and its use for the esterification of fatty acids Catal Today, 150(1-2), 140-146 64 Pham X Phuong, John O., John P (2010) the University of New South Wales, Australia, An Experimental Strategy for Manufacture of Aviation Fuel, 1878 65 Prabhavathi Devi, B L A., Gangadhar, K N., Sai Prasad, P S., Jagannadh, B., and Prasad, R B N (2009) A glycerol-based carbon catalyst for the preparation of biodiesel ChemSusChem, 2(7), 617-620 66 Ramos-Suárez, K Carreras, Use of microalgae residues for biogas production, Chemical Engineering Journal, 242, 86-95, 2014 67 Roman P., University of Manitoba Winnipeg, Manitoba, Canada, Flax oil and high linolenic oils, 2005 68 Rosalind E Franklin (1951) Crystallite Growth in Graphitizing and NonGraphitizing Carbons Proc R Soc Lond A, 209, 196-218 69 Rui Liu, Xiqing Wang, Xiang Zhao, Pingyun Feng, Sulfonated ordered mesoporous carbon for catalytic preparation of biodiesel, Carbon 46, 1664–1669, 2008 70 Ryong Ryoo, Sang Hoon Joo, Shinae Jun,"Synthesis of Highly Ordered carbon Molecular Sieves via Template- Mediated Structural Tranformation", J Phys Chem B, 103 (1999) 7743 71 Satoshi Suganuma, Kiyotaka Nakajima, Masaaki Kitano, SO3H-bearing mesoporous carbon with highly selective catalysis, Microporous and Mesoporous Materials 143, 443-450, 2011 72 Shu, Q., Zhang, Q., Xu, G., Nawaz, Z., Wang, D., and Wang, J (2009) Synthesis of biodiesel from cottonseed oil and methanol using a carbon-based solid acid catalyst Fuel Process Technol., 90(7-8), 1002-1008 73 Sita Benjapornkulaphong, Chawalit Ngamcharussrivichai, Kunchana Bunyakiat, Al2O3-supported alkali and alkali earth metal oxides for transesterification of palm kernel oil and coconut oil, Chemical Engineering Journal, 145, 468 - 474, 2008 74 74 Status of Hydrotreated Renewable Jet (HRJ) Fuel in Thailand, Dr Suchada Butnark, Researcher Petroleum Products and Alternative Fuels, Research Department PTT Research and Technology Institute, March 21, 2012 75 Sukumar Puhan, R Jegan, K Balasubbramania, G Nagarajan, Effect of injection pressure on performance, emission and combustion characteristics of high linolenic linseed oil methyl ester in a DI diesel engine, Renewable Energy, 34, 2009, 1227-1233 76 T Nakajima K., Hara M., Hayashi S., Environmentally benign production of chemicals and energy using a carbon-based strong solid acid J Am Ceram Soc 90(12) (2007) 3725-3734 77 Takagaki, A., Toda, M., Okamura, M., Kondo, J N., Hayashi, S., Domen, K., and Hara, M (2006) Esterification of higher fatty acids by a novel strong solid acid Catal Today, 116(2), 157-161 78 Toda, M., Takagaki, A., Okamura, M., Kondo, J N., Hayashi, S., Domen, K., and Hara, M (2005) Green chemistry - Biodiesel made with sugar catalyst.Nature, 438(7065), 178-178 79 V Meynen, P Cool, E.F Vansant, Verified synthesis of mesoporous materials, Microporous and Mesoporous Materials, 125, 170 – 223, 2009 80 V P Devi, Gangadhar K N., Sai Prasad P S., Jagannadh B., Prasad R B N., A glycerol-based carbon catalyst for the preparation of biodiesel ChemSusChem 2(7) (2009) 617-620 81 Vũ Đình Duy, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2016) Khảo sát điều kiện cơng nghệ để chuyển hóa dầu hạt cao su thành nhiên liệu sinh học biodiesel sử dụng loại xúc tác sở cacbon hóa nguồn hydratcacbon Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T5, No1, Tr 66-74 82 Vũ Đình Duy, Nguyễn Thị Hà, Đỗ Thị Diễm Thúy, Nguyễn Thị Thanh Hải, Nguyễn Khánh Diệu Hồng “Nghiên cứu chế tạo xúc tác KNO3/Al2O3 cho phản ứng tổng hợp methyl ester, làm thành phần pha chế nhiên liệu sinh học biokerosene” Tạp chí Dầu khí, số 9-2013, trang 43-53 83 Wan S et al (2006) Ordered Mesoporous Carbon: Fabrication, Characterization, and Application as Adsorbents, Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, Third Edition 75 84 X H Mo, Lotero E., Lu C Q., Liu Y J., Goodwin J G., A novel sulfonated carbon composite solid acid catalyst for biodiesel synthesis Catal Lett 123(1-2) (2008) 1-6 85 Xiaobo F et al (2013) A microalgae residue based carbon solid acid catalyst for biodiesel production Bioresource Technology, 146, 767-770 86 Xing, R., Liu, Y., Wang, Y., Chen, L., Wu, H., Jiang, Y., He, M., and Wu, P (2007b) Active solid acid catalysts prepared by sulfonation of carbonizationcontrolled mesoporous carbon materials Microporous Mesoporous Mater., 105(1-2), 41-48 87 Y Liu R., Wang X., Zhao X., Feng P Sulfonated ordered mesoporous carbon for catalytic preparation of biodiesel Carbon 46(13) (2008) 1664-1669 88 Y Liu, Chen J., Yao J., Lu Y., Zhang L., Liu X (2009) Preparation and properties of sulfonated carbon–silica composites from sucrose dispersed on MCM-48 Chem Eng J 148(1), 201-206 89 Y Xing R., Liu Y., Wang Y., Chen L., Wu H., Jiang Y., He M., Wu P (2007) Active solid acid catalysts prepared by sulfonation of carbonization-controlled mesoporous carbon materials Microporous Mesoporous Mater 105(1-2) 41-48 90 Zhenhua G et al (2015) Efficient mesoporous carbon-based solid catalyst for the esterification of oleic acid, Fuel 140, 669-676 91 Zong, M H., Duan, Z Q., Lou, W Y., Smith, T J., and Wu, H (2007) Preparation of a sugar catalyst and its use for highly efficient production of biodiesel Green Chem., 9(5), 434-437 76 ... Cấu trúc xúc tác cacbon hóa theo Toda 1.1.2 Khái quát xúc tác cacbon hóa mao quản trung bình (MQTB) Xúc tác cacbon hóa MQTB cịn gọi xúc tác mesocacbon, mang tính axit, xúc tác hoạt hóa thêm nhóm... có nghiên cứu tập trung vào việc nghiên cứu chế tạo xúc tác cacbon hóa MQTB từ tiền chất rắn Nhóm GS Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng [56, 81] nghiên cứu chế tạo xúc tác cacbon hóa từ nguồn. .. thông qua phản ứng trao đổi este Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 XÚC TÁC CACBON HÓA VÀ CACBON HÓA MQTB 1.1.1 Khái quát chung xúc tác cacbon hóa Kể từ khám phá hệ xúc tác axit rắn từ đường glucozơ,