1. Sinteza in uporaba kovinskega katalizatorja na TiO2 nosilcu : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeMaja Helbel, 2022, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati, karakterizirati in uporabiti kovinske katalizatorje na TiO2 nosilcu. Postopek sinteze katalizatorjev smo izvajali z metodo mokre impregnacije različnih aktivnih soli kovin na izbrani nosilec. Aktivnost sintetiziranih katalizatorjev smo preverjali z reakcijo esterifikacije miristinske kisline z metanolom v šaržnem reaktorju. Metoda ob izbranih pogojih ni bila primerna, saj nismo dobili aktivnih katalizatorjev. Sintetizirali smo še katalizatorje na nosilec γ-Al2O3. Nanj smo vezali različne kovinske ione, a le v primeru vezave Al3+ in Zn2+ ionov dobili učinkovite katalizatorje. Produkte smo po zaključeni reakciji analizirali s HPLC sklopljenim z UV-VIS detektorjem. Na osnovi dobljenih rezultatov za standardne raztopine smo skonstruirali umeritveno krivuljo ter iz nje izračunali koncentracije in presnovo miristinske kisline v metil miristat. Najvišjo presnovo reakcije (88,2 %) in največ metil miristata smo dobili v primeru vezave Al3+ ionov.
Sintetizirane katalizatorje smo karakterizirali z različnimi metodami, kot so Brunauer-Emmett-Teller metoda za merjenje adsorpcije N2 plina, diferenčna dinamična kalorimetrija, infrardeča spektroskopija s Fourierjevo transformacijo, vrstična elektronska mikroskopija, termogravimetrična analiza in temperaturno programirana desorpcija. Iz analize z omenjenimi metodami smo dobili podatke o obliki, zgradbi ter kemijskih in fizikalnih lastnostih sintetiziranih katalizatorjev.
Ključne besede: kovinski katalizator, TiO2, Al2O3, sinteza, esterifikacija, miristinska kislina
Objavljeno v DKUM: 08.09.2022; Ogledov: 647; Prenosov: 112
 Celotno besedilo (4,24 MB) |
2. Mezoporozni materiali: uporaba v heterogeni katalizi : magistrsko deloRahil Bajra, 2022, magistrsko delo Opis: Namen našega magistrskega dela je bil s postopkom direktne sinteze sintetizirati katalizator na osnovi mezoporozne silike MCM-41. Po uspešni sintezi katalizatorja smo preverjali njegovo učinkovitost na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metalom, pri čemer je nastal produkt metil miristat. Koncentracijo metil miristata smo določili s pomočjo HPLC z UV-VIS detektorjem. Reakcijo esterifikacije smo izvedli v šaržnem reaktorju pri različnih temperaturah (50, 55, 60 in 64,5) ⁰C in različnih dodanih masah katalizatorja (0,05, 0,075, 0,1 in 0,125) g. Kinetiko smo izvajali pri različnih masah in temperaturah, da bi lažje določili kinetične parametre. Pri najvišji temperaturi in največji masi katalizatorja smo preverjali aktivnost katalizatorja po ponovni uporabi. Po 1. uporabi katalizatorja je njegova presnova znašala 81%, medtem ko po 4. uporabi je znašala 25 % kar nam pokaže, da je katalizator zelo aktiven in primeren za to vrstno reakcijo. S povišanjem temperature se je posledično koncentracija metil miristata povečevala, posledično se je tudi presnova miristinske kisline povečala. Po končani kinetiki smo določili še naslednje parametre: konstanto proizvodnosti, aktivacijske energije in pred-eksponentne faktorje z uporabo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovega modela.
V drugem delu magistrskega dela je sledila podrobna karakterizacija sintetiziranega mezoporoznega katalizatorja z naslednjimi metodami: DSC, BET, FTIR, TGA, NH3 fizisorpcija in DLS. S pomočjo temperaturno programirno desorpcije smo preverjali aktivnost katalizatorja na začetku in po 4. ponovni uporabi. Ugotovili smo, da je katalizator po 4. uporabi zmanjšal svojo aktivnost, saj so bila prisotna še šibka kislinska mesta. Rezultati analize so potrdili visoko specifično površino (922,95 m2/g) in volumen por (0,453 cm3/g). S pomočjo DLS analize smo ugotovili, da je povprečna velikost delcev znašala 1400 nm.
Ključne besede: esterifikacija, MCM-41, miristinska kislina, katalizator, kinetika
Objavljeno v DKUM: 05.09.2022; Ogledov: 569; Prenosov: 43
Celotno besedilo (2,10 MB) |
3. Katalitska učinkovitost kovinskih katalizatorjev na konvencionalnih TiO2 nosilcih : magistrsko deloMartin Ćeranić, 2022, magistrsko delo Opis: V okviru magistrske naloge smo sintetizirali katalizatorje na osnovi TiO2 z aktivno soljo AlCl3. Ti katalizatorji so bili aktivni in s tem tudi primerni za reakcijo med metanolom in miristinsko kislino. Sintetizirani katalizatorji so imeli različna masna razmerja med TiO2 in AlCl3. Katalizatorje smo pripravili tako, da smo s postopkom mokre impregnacije na nosilec TiO2 vezali AlCl3.
Učinkovitost katalizatorja smo preverjali na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metanolom v reaktorskem sistemu EasyMax 102. Reakcijo smo izvajali v majhnih reaktorjih, podobnih nekoliko večjim epruvetam, ki smo jih lahko zamašili z zamaškom. Reakcije smo izvajali z različnimi količinami sintetiziranega katalizatorja, m = (0,05, 0,075, 0,1, 0,2, 0,3 in 0,4) g. Nato smo pripravili raztopino, ki je vsebovala 0,15 g miristinske kisline, ki smo jo raztopili v metanolu in v 10 mL bučki dopolnili do oznake. Vzorce smo jemali iz reaktorskega sistema v različnih časovnih intervalih t = (¼, ½ , ¾, 1, 1,5, 2, 3, 4 in 5) h. Po končanih meritvah smo vzorce analizirali na napravi HPLC z UV-VIS detektorjem.
V magistrskem delu smo za karakterizacijo katalizatorjev uporabili temperaturno programirano desorpcijo (TPD), infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo FTIR, N2 adsorpcioa BET, termogravimetrično analizo (TGA) in diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC). S programom Scientist od MicroMath in ob uporabi Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovega modela (LHHW) ter Arrhenius-ove zveze smo določili kinetične parametre preiskovanega sistema: konstante proizvodnosti, aktivacijske energije in pred-eksponentne faktorje.
Potrdili smo znano dejstvo, da presnove naraščajo s časom, kakor tudi, da presnova narašča hitreje, ko željena reakcija poteka pri višjih temperaturah. Zaznali smo, da presnova narašča hitreje pri tistih reakcijah, katere so imele na nosilec TiO2 več vezanega AlCl3. Iz rezultatov naših raziskav razberemo, da so bila na katalizatorju prisotna šibka kislinska mesta in da se je ob ponovni uporabi aktivnost katalizatorja močno zmanjšala. Prisotnost šibkih vezi v katalizatorju je bila potrjena z analizo TPD.
V nadaljevanju smo ugotovili, da se aktivacijska energija preučevane reakcije zmanjšuje z večanjem mase AlCl3 na katalizatorju. Večjo aktivnost smo dosegli z bolj grobo zrnatim TiO2, manj primeren nosilec je bil fino zrnat oz. nano zrnat TiO2. Iz rezultatov analize BET smo lahko sklepali, da imajo naši katalizatorji majhno poroznost.
Ključne besede: katalizator, TiO2, metil miristat, miristinska kislina, kinetika, Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson kinetični model
Objavljeno v DKUM: 26.07.2022; Ogledov: 738; Prenosov: 79
Celotno besedilo (4,15 MB) |
4. Sinteza kovinskih katalizatorjev z metodo mokre impregnacije : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeAndraž Oštir, 2021, diplomsko delo Opis: Namen diplomskega dela je bil sintetizirati kovinske kislinske katalizatorje z metodo mokre impregnacije aktivnih soli AlCl3, Al(NO3)3 in Al-izopropoksida na nosilec γ–Al2O3. Za karakterizacijo sintetiziranih katalizatorjev smo uporabili različne metode, kot so FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy), BET (Brunauer-Emmett-Teller surface area analysis), DSC (differential scanning calorimetry), TGA (thermogravimetric analysis) in NH3 fizisorpcija. Aktivnost sintetiziranih katalizatorjev smo preizkusili na reakciji esterifikacije miristinske kisline z metanolom. Vzorce smo analizirali s HPLC povezanim z UV-VIS detektorjem. Iz umeritvene krivulje standardnih raztopin miristinske kisline in metil miristata smo določili koncentracije in nadalje presnovo miristinske kisline. Izkazalo se je, da so katalizatorji, ki imajo impregnirano aktivno sol v večjih masnih deležih, bolj učinkoviti pri reakciji esterifikacije, kot pa katalizatorji z manjšim masnim deležem soli. Dobljene eksperimentalne podatke smo opisali z Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ovim modelom. Določili smo konstante proizvodnosti pri različnih temperaturah (50, 55, 60 in 64,5) °C in različnih masah dodanega katalizatorja (0,2, 0,15, 0,1 in 0,05) g.
Ključne besede: esterifikacija, mokra impregnacija, katalizator, miristinska kislina
Objavljeno v DKUM: 31.08.2021; Ogledov: 1069; Prenosov: 223
Celotno besedilo (4,48 MB) |
5. Kinetika esterifikacije miristinske kisline z uporabo kovinskega katalizatorja : magistrsko deloRolando Krivec, 2021, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je bil sintetizirati, karakterizirati in uporabiti trdni kovinski kislinski katalizator. Učinkovitost sintetiziranega katalizatorja smo preverjali na modelni reakciji esterifikacije maščobne kisline. Sintetiziran kovinsko kislinski katalizator smo dodali k mešanici miristinske kisline in metanola, kjer kot produkt nastane metilmiristat. Reakcije smo jo izvajali v šaržnem reaktorju pri različnih temperaturah, θ = (50, 55, 60 in 64,5) °C, ter pri različnih količinah dodanega katalizatorja, m = (0,125; 0,1; 0,075 in 0,05) g. Reakcije smo izvajali 5 h, vmes smo v časovnih intervalih jemali vzorce. Vzorce smo nato razredčili do ustrezne koncentracije in jih analizirali s pomočjo plinske kromatografije. Iz dobljenih kromatogramov smo s pomočjo predhodno skonstuirane umeritvene krivulje izračunali koncentracijo metilmiristata. Na podlagi dobljenih eksperimentalnih podatkov smo določili kinetiko reakcije esterifikacije miristinske kisline, katalizirane s sintetiziranim kovinsko kislinskim katalizatorjem. Uporabili smo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson-ov kinetični model. Za izračun kinetičnih parametrov, vključno s konstanto proizvodnosti, smo uporabili računalniški program Scientist. Katalizator smo karakterizirali z adsorpcijo-desorpcijo dušika (BET), Fourierjevo transformacijsko infrardečo spektroskopijo (FT-IR), dinamično svetlobno sipanje (DLS), diferenčno dinamično kalorimetrijo (DSC) in termogravimetrično analizo (TGA). Iz dobljenih rezultatov smo ugotovili, da z višanjem temperature in mase dodanega katalizatorja,koncentracija nastalega metilmiristata in s tem tudi presnova reakcije naraščata. Rezultati kemijskih analiz so pokazali, da sintetiziran katalizator Fe-SBA-15 vsebuje funkcionalne skupine Si-O-Si in -SO3H, je brez prisotnih primesi in v njem najdemo sledove vezane vode. Volumen por je 0,878 cm3 g-1, velikost por 6,25 nm in BET površina 61,3 m2 g-1.
Ključne besede: Fe-SBA-15, esterifikacija, kovinski katalizator, miristinska kislina, metanol, kinetični model
Objavljeno v DKUM: 01.06.2021; Ogledov: 1104; Prenosov: 178
Celotno besedilo (2,44 MB) |
6. Esterifikacija maščobnih kislin z biokatalizatorjem vezanim na mezoporozni silikatni nosilec : magistrsko deloKatja Zečević, 2021, magistrsko delo Opis: Reakcija spajanja maščobnih kislin in alkohola, pri kateri nastane produkt ester, ima pomembno vlogo v vsakdanjem življenju in prav tako v kemijski industriji. Produkt, alkilni ester, je najpogostejša vrsta biodizla.
V tej raziskavi smo sintetizirali in karakterizirali biokatalizator, pri katerem smo kot nosilec uporabili mezoporozni silicijev dioksid (SBA-15) z veliko specifično površino in enakomerno velikostjo por. S postopkom sinteze smo vplivali na povečanje premera por SBA-15 z uporabo triizopropilbezena (TIPB). Kot ne-specifično povezovalno sredstvo za imobilizacijo encima na modificiran nosilec smo uporabili glutaraldehid. Učinkovitost imobilizacije lipaze na sintetizirani mezoporozni siliki smo preverili z reakcijo esterifikacije oleinske in miristinske kisline. Eksperimentalni del je potekal v avtomatiziranem reakcijskem sistemu. Preučevali smo vpliv ključnih procesnih parametrov temperature, = (20, 25 in 30) °C , pH = (6, 7 in 8), množinskega razmerja kislina/alkohol in količine biokatalizatorja, na učinkovitost imobilizacije in esterifikacije.
Ključne besede: mezoporozni silikatni nosilec, imobilizacija, lipaza, esterifikacija, oleinska kislina, miristinska kislina
Objavljeno v DKUM: 31.03.2021; Ogledov: 1306; Prenosov: 146
Celotno besedilo (1,78 MB) |
