Nickel based catalyst on silica support for hydrogenation of vegetable oils - synthesis, characterization and catalytic properties

Abstract

Iako je Ni/SiO2 katalizator u upotrebi dugi niz godina on je i danas jedan od najispitivanijih katalizatora. Istraživanja su orjentisana uglavnom na poboljšanje svojstava postojećih katalizatora. Kako je dijatomit, dominantan postojeći nosač ovog katalizatora, prirodan materijal njegove su rezerve ograničene. Osim toga dobijanje dijatomita je povezano sa znatnim negativnim uticajem na životnu sredinu. Zamena dijatomita nekim drugim silikatnim materijalom bila bi višestruko korisna: i u odnosu na cenu katalizatora i u odnosu na smanjenje uticaja njegove eksploatacije na životnu sredinu. Kao kandidati za zamenu dijatomita pojavljuju se dva silikatna materijala, koji se proizvode industrijski u velikim količinama i za koje su izvori sirovina praktično neograničeni – vodeno staklo i silika gel. Zbog toga je i cilj ove teze bio sinteza aktivnog Ni/SiO2 katalizatora za hidrogenizaciju biljnog ulja upotrebom ovih materijala kao potencijalnih zamenskih materijala za dijatomit. U ovu svrhu taložnim postupkom, pomoću Na2CO3, najpre su sintetisani prekursori katalizatora. U svim sintezama kao promotor je korišten magnezijum uz molski odnos prema niklu 1:10. Primenjenim postupkom sinteze ispitivani su uticaji različitih molskih odnosa Ni:Si, vremena starenja, temperature sinteze i sredstva za ispiranje na fizičko-hemijske karakteristike prekursora. Za temperaturu sinteze od 90 ºC i vremena starenja od 0,5 h, inicijalni molski odnosi Ni: Si iznosili su 0,10, 0,30, 0,75, 0,87, 1,50 i 10,00. Za odabrane molske odnose ove serije (0,10 do 0,87) sintetisani su prekursori postupkom produženog vremena starenja tokom 24 i 170 h. Za molski odnos Ni:Si = 0,87, vreme starenja od 0,5 h i temperature sinteze 37, 60, 90 i 100 ºC, sintetisane su dve serije prekursora. Jedna u kojoj je kao sredstvo za ispiranje korištena voda i druga, u kojoj je u poslednjoj etapi sinteze talog ispiran metanolom...Although Ni / SiO2 catalyst is in use for many years, it is still one of the most investigated catalysts. Researches are mostly focused on the improvement of the properties of existing catalysts. Reserves diatomits, which is used as the existing support, are limited because it is a natural material. Besides that, diatomite production is associated with a significant negative impact on the environment. Replacement of the diatomite with other silicate material could be highly beneficial, taking into account the cost of the catalyst and the reduction of the negative environmental impact. Two silicate materials could be promissing candidates for the replacement of diatomite. Those are water glass and silica gel, materials that are produced industrially in large quantities and for which there is practicaly unlimited sources of raw materials. Therefore, the aim of this thesis was the synthesis of the active Ni / SiO2 catalyst for the hydrogenation of vegetable oils, using these materials as potential replacement material for diatomite. For this purpose, catalyst precursors were synthesized, using precipitation procedure with Na2CO3. In all synthesized samples, magnesium was used as premotor, in molar ratio towards nickel 1:10, respectively..