Ανάπτυξη τροποποιημένων με Mo καταλυτών Ni στηριγμένων σε κατεργασμένο φυσικό μορντενίτη και μείγμα του με Al2O3 για την αναβάθμιση βιο-ντίζελ σε πράσινο ντίζελ
| datacite.contributor.RelatedPerson | Παπαδοπούλου, Χριστίνα | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Κορδούλη, Αναστασία - Ελένη (Ελεάνα) | |
| datacite.contributor.Supervisor | Κορδούλης, Χρήστος | |
| dc.contributor.author | Ντέμπου, Αικατερίνη | |
| dc.contributor.other | Ntempou, Aikaterini | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-18T10:54:18Z | |
| dc.date.available | 2026-06-18T10:54:18Z | |
| dc.date.issued | 2026-06-18 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Στόχος της παρούσας Διατριβής είναι η αξιοποίηση ενός ελληνικού ορυκτού, του-μορντενίτη, από τη νήσο Μήλο, για την παρασκευή καταλυτών κατάλληλων για την-αναβάθμιση του βιοκαυσίμου βιοντίζελ στο αντίστοιχο ανανεώσιμο καύσιμο, πράσινο-ντίζελ. Για το σκοπό αυτό, παρασκευάστηκαν δύο σειρές στηριγμένων καταλυτών Ni,-με ενισχυτή το Mo. Ως φορέας χρησιμοποιήθηκε όξινα κι έπειτα αλκαλικά-επεξεργασμένος μορντενίτης (MO), αλλά και μείγμα αυτού με αλούμινα (Al2O3). Οι-καταλύτες συντέθηκαν με τη μέθοδο της εναπόθεσης – συγκαθίζησης και όλοι είχαν-ατομικό λόγο 𝑁𝑖+𝑀 Οι ίσο με 0.9. καταλύτες που παρασκευάστηκαν, χαρακτηρίστηκαν φυσικοχημικά και-αξιολογήθηκαν για την ικανότητα τους στην παραπάνω αναβάθμιση. Ο φυσικοχημικός-χαρακτηρισμός των καταλυτών επιτεύχθηκε με χρήση κατάλληλων τεχνικών, όπως: η-ρόφηση – εκρόφηση N2, η θερμοπρογραμματισμένη αναγωγή με Η2 (H2 - TPR), η-θερμοπρογραμματισμένη εκρόφηση NH3 (NH3 - TPD), η περίθλαση ακτίνων – Χ-(Powder XRD), και η παλμική χημειορόφηση CO. Αρχικά, επιδιώχθηκε ο προσδιορισμός του βέλτιστου ποσοστού στηριγμένων φάσεων-στον καταλύτη. Γι’ αυτό παρασκευάστηκε μια σειρά καταλυτών X% MoNi/ΜΟ (όπου-Χ: 20, 30, 40, 50, 60 wt/wt). Από το σύνολο του φυσικοχημικού χαρακτηρισμού, αλλά-και των καταλυτικών δοκιμών ο καταλύτης με 40% δραστική φάση, αναδείχθηκε ως ο-βέλτιστος. Κατά τη διάρκεια αξιολόγησης των καταλυτών αυτής της σειράς ελήφθησαν-δείγματα υγρού προϊόντος ώστε να γίνει κινητική μελέτη της διεργασίας. Η δεύτερη σειρά καταλυτών περιλαμβάνει καταλύτες με 30% wt/wt στηριγμένων-φάσεων (Ni & Mo) σε μεικτό φορέα Y% MO – K%Al2O3 (όπου: Y – K: 70 – 0, 65 – 5,-60 – 10, 50 – 20, 0 – 70). Στόχος της μελέτης αυτής της σειράς καταλυτών ήταν η-κατανόηση της επίδρασης της προσθήκης αλούμινας (που θεωρείται κλασικός φορέας-καταλυτών υδρογονοεπεξεργασίας) στην αποτελεσματικότητα των καταλυτών μας. Από τα πειράματα διαπιστώθηκε πως η προσθήκη μικρού ποσοστού αλουμίνας (5%-Al2O3 στον τελικό καταλύτη) είχε ευνοϊκή επίδραση στην αποτελεσματικότητα του-καταλύτη. Αντίθετα, η προσθήκη μεγαλύτερων ποσοστών είχε αρνητική επίδραση. Όλες οι καταλυτικές δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε αντιδραστήρα ημιδιαλείποντος-έργου σε θερμοκρασία 310 οC, πίεση 40 atm με παροχή Η2 100 mL/min, ταχύτητα-ανάδευσης 1000 rpm για 9 h. Ως αρχική ύλη στις αντιδράσεις των καταλυτικών-δοκιμών χρησιμοποιήθηκε καθαρό βιοντίζελ (από την τοπική βιομηχανία Παύλος Ν. Πέττας), χωρίς να έχει προηγηθεί αραίωσή του. Μετά το πέρας των καταλυτικών δοκιμών, ο πιο υποσχόμενος καταλύτης από τη σειρά-με την αλούμινα, ο οποίος αποδείχθηκε να είναι ο 30% MoNi/65% MO – 5%Al2O3,-καθώς και για σύγκριση ο καταλύτης 30% MoNi/MO χαρακτηρίστηκαν ως προς την-κρυσταλλική τους δομή και προσδιορίστηκε η αντίσταση τους στην εναπόθεση “coke”. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης φαίνεται να είναι θετικά και δείχνουν πως η-αξιοποίηση του φυσικού ζεόλιθου μορντενίτη, έπειτα από διπλή επεξεργασία, ως-φορέα διμεταλλικών καταλυτών, μπορεί να αποτελέσει μία σύγχρονη αλλά και-οικονομικά βιώσιμη λύση για την αναβάθμιση του βιοντίζελ σε πράσινο ντίζελ-κατάλληλο για τους παρόντες κινητήρες εσωτερικής καύσης. Παρά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα που προέκυψαν από την παρούσα μελέτη, είναι-βέβαιο ότι απαιτείται περαιτέρω ερευνητική προσπάθεια μέχρι την υλοποίηση και τη-μεταφορά σε πραγματικές βιομηχανικές συνθήκες της παραπάνω έρευνας. | |
| dc.description.translatedabstract | The aim of the present Thesis is to investigate the utilization of a Greek mineral,-mordenite from Milos Island, as a support material for the preparation of catalysts-suitable for the upgrading of biodiesel into the corresponding renewable fuel, green-diesel. For this purpose, two series of supported Ni catalysts promoted with Mo were-prepared. Acid- and subsequently alkali-treated mordenite (MO), as well as mixtures-of this material with alumina (Al₂O₃), were used as catalyst supports. The catalysts were-synthesized via the deposition-precipitation method, and all samples exhibited an-atomic Ni/(Ni+Mo) ratio equal to 0.9. The prepared catalysts were physicochemically characterized and evaluated for their-performance in the upgrading of biodiesel to green diesel. Their physicochemical-characterization was carried out using appropriate techniques, including N₂ adsorption-desorption, H₂ temperature-programmed reduction (H₂-TPR), NH₃ temperature-programmed desorption (NH₃-TPD), powder X-ray diffraction (Powder XRD), and CO-pulse chemisorption. Initially, the determination of the optimum loading of supported active phases was-pursued. For this purpose, a series of X% MoNi/MO catalysts was prepared, where X-= 20, 30, 40, 50, and 60 wt.%. Based on the overall physicochemical characterization-results and catalytic performance, the catalyst containing 40 wt.% active phase was-identified as the optimum sample. During the catalytic evaluation of this series, liquid-product samples were collected in order to perform a kinetic study of the process. The second catalyst series consisted of samples containing 30 wt.% supported Ni and-Mo phases on mixed Y% MO-K% Al₂O₃ supports, where Y-K = 70-0, 65-5, 60-10, 50-20, and 0-70. The aim of this study was to elucidate the effect of alumina addition, a-conventional support for hydrotreating catalysts, on the effectiveness of the developed-catalytic systems. The experimental results showed that the incorporation of a small-amount of alumina, specifically 5% Al₂O₃ in the final catalyst, had a beneficial effect-on catalytic performance. In contrast, the addition of higher alumina contents negatively-affected catalyst efficiency. All catalytic tests were carried out in a semi-batch reactor at 310 °C and 40 atm, under-a H₂ flow rate of 100 mL/min, a stirring rate of 1000 rpm, and a reaction time of 9 h. Pure biodiesel, supplied by the local industry Pavlos N. Pettas S.A., was used as the-feedstock without prior dilution. After completion of the catalytic tests, the most promising alumina-containing catalyst,-identified as 30% MoNi/65% MO-5% Al₂O₃, along with the 30% MoNi/MO catalyst-for comparison purposes, was further characterized with respect to its crystalline-structure and resistance to coke deposition. The results of the present study are encouraging and indicate that natural mordenite,-after appropriate dual chemical treatment, can be effectively utilized as a support for-bimetallic Ni-Mo catalysts. This approach may represent a modern and economically-viable route for the upgrading of biodiesel into green diesel, suitable for use in existing-internal combustion engines. Despite the promising findings of this work, further research is required for the-optimization of the catalytic system and for the eventual transfer of the process to real-industrial operating conditions. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/31994 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Greece | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ | |
| dc.subject | Διμεταλλικοί Καταλύτες Ni | |
| dc.subject | Βιοντίζελ | |
| dc.subject | Πράσινο ντίζελ | |
| dc.subject | Μορντενίτης | |
| dc.subject | Αλούμινα | |
| dc.subject.alternative | Bimetallic Ni catalysts | |
| dc.subject.alternative | Biodiesel | |
| dc.subject.alternative | Green diesel | |
| dc.subject.alternative | Mordenite | |
| dc.subject.alternative | Alumina | |
| dc.title | Ανάπτυξη τροποποιημένων με Mo καταλυτών Ni στηριγμένων σε κατεργασμένο φυσικό μορντενίτη και μείγμα του με Al2O3 για την αναβάθμιση βιο-ντίζελ σε πράσινο ντίζελ | |
| dc.title.alternative | Development of Mo - modified Ni catalysts supported on treated natural mordenite and its mixture with Al2O3 for bio-diesel's upgradation to green-diesel |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- Ντέμπου Αικατερίνη - 1087185 - Διπλωματική Εργασία - ΠΜΣ στη Χημεία.pdf
- Size:
- 7.22 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 5.02 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: