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Creation of Environment Type Solid Catalyst and BDF Synthesis based on Ultrasound and Microwave with High Efficiency and Its Application

超声微波高效环境型固体催化剂的研制及BDF合成及其应用

基本信息

批准号：
21K03924
负责人：
十朱寧
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shizuoka Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度にマイクロ波発生装置を導入し、マイクロ波によるBDFの合成の有効性が確認された。今年度では、BDF合成率95％以上を研究目標にして研究が進められた．研究では，まず、卵やアサリの貝などを利用する環境型の触媒を調製し、走査型電子顕微鏡(SEM)とX線回折装置(XRD)による触媒の特性評価を行った。次に、本研究が提案する超音波・マイクロ波2段階BDF合成法では、反応時間、反応温度、メタノールの量、触媒の種類、植物油の種類などの条件を変えながら、BDFを合成し，GCMSによってBDF収率を分析した。最後に製造したBDFの特性調査を行った。特性調査では比重、粘度を測定後，軽油とBDFの熱効率、排ガス濃度の測定をした。その結果、触媒の調製によって酸化カルシウム(CaO)の生成を確認し、生成したCaOはLimeと呼ばれていることが分かった。BDF合成実験では，超音波を利用したBDFの合成率は最大78.18%に達し、マイクロ波を利用したBDFの合成率は最大99.58%に達した。また、製造したBDFは比重が0.895，粘度が40℃で7mPa・Sとなった。熱効率はBDFと軽油はほぼ同じであることから代替燃料として利用可能である。このほか、CO2濃度はほぼ同じだが，NOX濃度はBDFの方が低かった。マイクロ波を用いるBDF合成法は約10分という短時間でBDF合成率90%が得られるため、新しいBDF製造法として有効である。また、熱効率や排ガス濃度の観点では、BDFは燃料として十分利用可能である。一方、超音波・マイク波2段階BDF合成はより速く、多くBDFを合成できたメカニズムとして、まず1段階の超音波照射により、比重が異なる植物油とエタノールの混合液が乳化した。その後、粉末状の固体触媒と混ぜた乳化液が2段階目のマイクロ波の照射を受けると、エステル反応が加速されたと考えられる。

Last year, the effectiveness of the にマイクロ热発纺 device was introduced and the synthesis of マイクロロによるBDF was confirmed. This year's research target is to achieve a BDF synthesis rate of more than 95%. Research on the use of environmental catalyst modulation, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray refractory device (XRD) catalyst characteristics evaluation of environmental catalysts. Next, this research proposes a two-stage BDF synthesis method for ultrasonic waves and masonry waves, reaction time, reaction temperature, and amount of reaction, Catalyst type, vegetable oil type, conditions, BDF synthesis, BDF yield analysis using GCMS. Finally, we conducted a survey on the characteristics of BDF produced. After the characteristic investigation, the specific gravity and viscosity were measured, and the thermal efficiency and exhaust gas concentration of the oil and BDF were measured.その Result, catalyst のによって acidification カルシウム (CaO) の generation を confirmation し, generation した CaO は Lime と calling ばれていることがかった. The synthesis rate of BDF is up to 78.18%, and the synthesis rate of BDF using ultrasonic waves is up to 99.58%.また、BDF manufactured by した has a specific gravity of 0.895 and a viscosity of 40℃ and 7mPa・Sとなった. Thermal efficiency is the same as BDF oil, which is the same as the alternative fuel, and it is possible to use it.このほか、CO2 concentration はほぼ Same as じだが, NOX concentration はBDF のsquare がlow かった. It takes about 10 minutes to synthesize the BDF in a short period of time, and the BDF synthesis rate is 90%, and the new BDF manufacturing method is effective. Thermal efficiency, exhaust concentration and concentration are the key points, and BDF fuel is very useful. One side, ultrasonic wave・maiko wave 2-stage BDF synthesis はよりspeedく, multi-BDF を synthesis できたメカニズムとして, まず1 stage ultrasonic irradiation により, specific gravity がisoなる vegetable oil とエタノールの mixture がemulsification した.その后, the powdery solid catalyst and the mixed ぜたemulsion が 2-stage project のマイクロ波のirradiation をReceived けると, エステルが accelerated されたと考えられる.