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[A+] 바이오디젤 Gas chromatography를 이용한 전환율,선택도,수득률 구하기 결과보고서

서울 상위권 대학의 A+ 받은 화학공학 실험 보고서입니다.
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최초등록일 2023.12.30 최종저작일 2023.06
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[A+] 바이오디젤 Gas chromatography를 이용한 전환율,선택도,수득률 구하기 결과보고서
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    소개

    서울 상위권 대학의 A+ 받은 화학공학 실험 보고서입니다.

    목차

    1. 실험방법

    2. Note
    3. 결과 및 논의
    1) 실험 결과
    2) 결과 해석 및 논의

    4. 결론

    5. 참고자료

    본문내용

    1) 삼각 플라스크 3개에 식용유 50mL씩을 넣고 각각에 무촉매, 촉매, 불균일촉매라고 태그한다
    2) 피펫을 사용하여 각 비커에 Methanol을 18.3mL씩 넣고 전자저울을 사용하여 KOH와 KOH/Alumina를 1g씩 측정해 KOH는 촉매 비커에 KOH/Alumina는 불균일계 촉매 비커에 넣는다
    4) stirring bar를 각 플라스크에 넣고 교반기를 300rpm, 70도씨로 맞춘 뒤 각 플라스크를 교반기 위에 올려놓고 2시간 기다린다.
    5) stirring bar를 빼고 섞은 물질을 micro pipette으로 100배 희석한 뒤 같은 양으로 합성된 세가지 물질들을 tube에 넣는다
    7)원심 분리기를 4000 rpm, 20분에 맞춘 뒤 3개의 tube와 같은 양의 물을 넣은 tube 1개를 넣고 tube들이 대칭되게 놓고 닫은 뒤 20분을 기다린다.
    8) 피펫을 사용해 methyl ester 1ml, n-hexane 9ml를 측정하여 이를 섞어 10배 희석시킨다.
    9 ) 바이알에 이름을 적고 8) 각각의 물질 10µl과 n-hexane 990µl를 섞어 100배 희석하고 GC분석용 vial에 이름을 표시하고 섞는다.

    참고자료

    · 무하메드 리즈완.( 2013), "다양한 고체산 촉매를 이용한 에스터화 반응과 전환 에스터화 반응 공정을 통한 바이오 디젤의 합성." 국내박사학위논문, 한양대학교, 대한민국, 200p
    · 김보현,(2009), “고체 산 촉매를 이용하여 대두유로부터 바이오디젤 합성”, 석사학위논문, 부경대학교 대학원, 대한민국, 77 p.
  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. 바이오디젤 합성 및 에스테르화 반응
      바이오디젤 합성은 재생 가능한 에너지 자원으로서 매우 중요한 기술입니다. 에스테르화 반응을 통해 식물유나 동물유의 트리글리세라이드를 지방산 메틸 에스테르로 전환하는 과정은 환경 친화적이면서도 경제성 있는 연료 생산 방법입니다. 촉매의 선택, 반응 온도, 메탄올의 몰비 등 다양한 변수가 수율과 반응 속도에 영향을 미치므로 최적화된 공정 개발이 필수적입니다. 특히 글리세롤 부산물의 활용 방안도 함께 고려되어야 하며, 이는 바이오디젤 산업의 경제성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
    • 2. 균일계 촉매 vs 불균일계 촉매
      균일계 촉매와 불균일계 촉매는 각각 고유한 장단점을 가지고 있습니다. 균일계 촉매는 높은 활성도와 선택도를 제공하며 반응 메커니즘 연구에 유리하지만, 촉매 분리 및 재사용이 어렵고 환경 오염 문제가 있습니다. 반면 불균일계 촉매는 쉬운 분리, 재사용 가능성, 환경 친화성 등의 장점이 있지만 활성도가 상대적으로 낮을 수 있습니다. 산업 응용 측면에서는 불균일계 촉매가 더 실용적이며, 최근 나노기술의 발전으로 불균일계 촉매의 성능이 크게 향상되고 있습니다.
    • 3. Gas Chromatography 정량분석 원리
      가스 크로마토그래피는 휘발성 화합물의 분리 및 정량분석에 매우 효과적인 분석 기법입니다. 시료가 기화되어 이동상인 불활성 기체와 함께 고정상을 통과하면서 각 성분의 서로 다른 분배 계수에 의해 분리됩니다. 검출기에서 신호를 받아 크로마토그램을 얻으며, 피크의 면적이나 높이로 정량분석을 수행합니다. 내부표준물질을 사용한 정량법은 기기의 변동성을 보정하여 정확도를 높입니다. 바이오디젤 분석에서 지방산 메틸 에스테르의 조성 분석에 매우 유용한 기법입니다.
    • 4. 반응활성도와 선택도에 영향을 미치는 인자
      반응활성도와 선택도는 촉매 성능을 평가하는 핵심 지표입니다. 촉매의 표면적, 공극 구조, 활성 사이트의 개수와 특성이 활성도에 직접적인 영향을 미칩니다. 반응 온도는 활성도를 증가시키지만 과도하게 높으면 부반응을 촉진하여 선택도를 저하시킵니다. 반응물의 몰비, 반응 시간, 촉매 로딩량 등도 중요한 변수입니다. 촉매의 산성도, 금속 입자의 크기, 담체의 특성 등 촉매 자체의 물리화학적 성질도 선택도에 큰 영향을 미칩니다. 이러한 인자들의 최적화를 통해 고효율의 촉매 시스템을 개발할 수 있습니다.
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