Heterogeniczne katalizatory tlenkowe w procesie

„Heterogeniczne katalizatory tlenkowe w procesie
oksyetylenowania estrów metylowych wyższych kwasów
tłuszczowych”
Magdalena Emmons
Stypendystka projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Oksyetylenowane estry metylowe wyższych kwasów tłuszczowych należą do grupy
niejonowych związków powierzchniowo czynnych. Dzięki charakterystycznej budowie
amfifilowej mają zdolność do zmniejszania napięcia międzyfazowego. Ulegają one łatwiej
biodegradacji w związku z obecnością w cząsteczkach liniowych łańcuchów alkilowych. Są
przyjazne dla środowiska również z powodu obecności grupy estrowej łatwo ulegającej
hydrolizie do kwasów tłuszczowych oraz eteru metylowego polioksyetylenoglikolu. Otrzymuje
się je poprzez bezpośrednią addycję tlenku etylenu do estrów metylowych wyższych kwasów
tłuszczowych w obecności odpowiedniego katalizatora.
Surowcem do produkcji estrów metylowych wyższych kwasów tłuszczowych mogą
być zarówno petrochemikalia jak i tłuszcze roślinne. W związku z ogólnoświatową tendencją
mającą na celu ochronę środowiska naturalnego surowce pochodzące z przerobu ropy
naftowej wypierane są na korzyść surowców ze źródeł odnawialnych. Roślinami oleistymi
stanowiącymi źródło tychże tłuszczów uprawianymi strefie klimatu umiarkowanego są m. in.
rzepak, soja, słonecznik, len, mak, gorczyca.
Synteza wyżej wspomnianych niejonowych surfaktantów wymaga zastosowania
katalizatora w celu aktywacji hydrofobowego substratu. Znane są katalizatory homogeniczne
omówione w pracach Hreczucha oraz Weerasooriya jednak problem stanowi wydzielenie ich
z mieszaniny poreakcyjnej oraz długi czas indukcji. Analiza doniesień literaturowych
dotyczących
heterogenicznych
tlenkowych
katalizatorów glinowo-magnezowych
oraz
badania własne wskazują na możliwość ich zastosowania, jako aktywnych katalizatorów
procesu
oksyetylenowania
estrów
metylowych
wyższych
kwasów
pozwalających na syntezę produktu.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
tłuszczowych
Preparatyka kompozytowych tlenków glinowo-magnezowych odbywa się poprzez
współstrącanie wodorotlenków glinu i magnezu z roztworów azotanów tych metali oraz
kalcynację. Współstrącanie wspomnianych wodorotlenków jest procesem trudnym z punktu
widzenia mnogości parametrów wpływających na właściwości otrzymanego produktu, które
przekładają się bezpośrednio na aktywność katalizatora i charakter produktu otrzymanego
w jego obecności.
Analiza sposobu preparatyki kompozytowych tlenków glinowo-magnezowych ma na
celu określenie warunków pozwalających na uzyskanie produktów o wąskiej dystrybucji mas
cząsteczkowych. Niezwykle istotną kwestią podczas procesu współstrącania jest pełna
kontrola i stabilność parametrów takich jak: pH, temperatura, hydrodynamika mieszania oraz
przewodnictwo właściwe mieszaniny reakcyjnej a także szybkość dozowania reagentów. Z
tego też względu proces współstrącania tlenków glinowo-magnezowych odbywa się na
specjalnie
skonstruowanym
stanowisku
badawczym
w
skali
wielkolaboratoryjnej
pozwalającym na przeprowadzanie syntez w stabilnych, kontrolowanych w ciągu całego
procesu warunkach tak istotnych dla powtarzalności wyników.
Ze względu na charakter ujętego w pracy doktorskiej zagadnienia następują silne
powiązania między przemysłem związanym z biopaliwami i chemii gospodarczej. Prowadzi
to do znacznej integracji w rozwiązywaniu problemów lokalnego przemysłu i może być
istotnym czynnikiem w jego unowocześnianiu. Ponieważ badania prowadzone są we
współpracy z innymi ośrodkami naukowymi prowadzi to także do znacznego zwiększenia
potencjału naukowego Wielkopolski.
Opracowanie
glinowo-magnezowego
technologii
będzie
miało
otrzymywania
pozytywny
heterogenicznego
wpływ
na
rolnictwo
katalizatora
Wielkopolski
w związku z uprawą rzepaku, umożliwi dostęp do tańszych związków powierzchniowo
czynnych a ze względu na ich ekologiczny charakter istotnie wpłynie na poprawę stanu
środowiska regionu ponieważ środki powierzchniowo czynne wykorzystywane są masowo
zarówno przez gospodarstwa domowe jak i przemysł.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego