Ин таҳқиқот пасмондаи чойи сиёҳро, ки баъд аз дамкунӣ партофта мешавад, ба ашёи хоми катализатори гетерогенӣ табдил дода, истеҳсоли биодизелро аз равғани партови хӯрокпазӣ меомӯзад. Муҳаққиқон аввал партови чойро бо кислотаи сулфат сулфонӣ карда, маводи кислотагии S.BT-ро ҳосил намуданд ва сипас ин маводро бо NaOH ё KOH коркард карда, мутаносибан катализаторҳои NaS.T ва KS.T-ро омода карданд. Ҳадаф ин аст, ки функсияҳои кислотагии сулфур/оксигени дар сатҳ боқимондаро бо марказҳои фаъоли вобаста ба металли ишқорӣ дар як маводи сахт муттаҳид намуда, катализатори аз нав истифодашавандае таҳия гардад, ки ҳам эстерификатсияи кислотаҳои равғании озод ва ҳам трансэстерификатсияи триглитсеридҳоро дастгирӣ карда тавонад.

Дар оптимизатсияи таҷрибавӣ баландтарин ҳосили ченшудаи биодизел барои ҳар ду катализатор дар шароити 3 вазн % катализатор, таносуби молии метанол/равған 10:1, 40 °C ва 45 дақиқа ба даст омад. Ҳосил бо NaS.T %98,7 ва бо KS.T %97,8 буд. Масоҳати сатҳи BET-и NaS.T 59,7 m²/g ва барои KS.T 47,6 m²/g чен карда шуд. Дар ҳоле ки катализатори пешинаи танҳо сулфонишудаи S.BT барои табдили %97,3 ҳарорати 50 °C ва 70 дақиқаро талаб мекард, катализаторҳои нав дар ҳарорати пасттар ва вақти кӯтоҳтар натиҷаи монанд ё андаке баландтар доданд.

Маълумоти кинетикӣ дар шароити омӯхташуда ба таври намоён ба модели псевдодараҷаи якум мувофиқат кард ва барои ҳар ду катализатор қиматҳои R² аз 0,90 боло буданд. Энергияи намоёни фаъолшавӣ барои NaS.T 11,71 kJ/mol ва барои KS.T 24,56 kJ/mol ҳисоб карда шуд. Муаллифон ин қиматҳои пастро ҳамчун нишонае тафсир мекунанд, ки на танҳо табдили пайвандҳои химиявӣ, балки таъсирҳои диффузия ва интиқоли масса дар низоми гетерогении равған–метанол–ҷисми сахт низ ба кинетикаи мушоҳидашуда саҳми муҳим мегузоранд.

Дар озмоиши истифодаи такрорӣ ҳосили биодизели NaS.T аз %98,7 дар даври якум то %85,2 дар даври панҷум ва ҳосили KS.T аз %97,8 то %81,2 коҳиш ёфт. Ҳамин тавр, катализаторҳо пас аз панҷ истифода вазифаи худро пурра аз даст надоданд, аммо деактиватсияи назаррас ба амал омад. Дар таҳқиқот ин талафот бо механизмҳои эҳтимолӣ, аз ҷумла ифлосшавии сатҳ, қисман баста шудани марказҳои фаъол ва шуста шудани намудҳои сатҳии вобаста ба Na/K шарҳ дода мешавад. Аммо азбаски дар катализаторҳои истифодашуда дубора тавсифкунии XRD, FTIR, BET ё SEM анҷом дода нашудааст, механизми деактиватсия мустақиман бо таҷриба тасдиқ нашудааст.

Аз нигоҳи Туркия, таҳқиқот бо арзёбии якҷояи ду ҷараёни ҷудогонаи партов диққатҷалбкунанда аст: пасмондаи истифодашудаи чой ба ашёи хоми катализатор ва равғани партови хӯрокпазӣ ба биодизел табдил дода мешавад. Бо вуҷуди ин, барои интиқоли мустақими натиҷаҳо ба истеҳсоли тиҷоратии биодизел дар Туркия таркиби маҳаллии равғани партов, тағйирёбии партови чой, арзиши истеҳсоли катализатор, барқарорсозии метанол, истеъмоли моддаҳои химиявӣ, ташаккули оби партов, кори реактори пайваста, озмоишҳои муҳаррик ва таъсирҳои давраи ҳаёт бояд алоҳида омӯхта шаванд. Таҳқиқот дар миқёси лабораторӣ табдили баландро нишон медиҳад; он худ ба танҳоӣ қобилияти иқтисодии саноатӣ ё бартарии пурраи экологиро исбот намекунад.

Чаро партови чойи сиёҳ ҳамчун ашёи хоми катализатор истифода шуд?

Яке аз бартариҳои муҳими катализаторҳои гетерогении биодизел он аст, ки дар охири реаксия онҳоро аз фазаи моеъ ҷудо ва дубора истифода бурдан мумкин аст. Аммо омода кардани такягоҳҳои катализатории босифат метавонад хароҷот ва энергия талаб кунад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон партови чойи сиёҳро, ки сохтори лигноселлюлозӣ ва полифенолӣ дорад, ҳамчун матритсаи арзони карбонии катализатор арзёбӣ карданд.

Партови чойи сиёҳи дар таҳқиқот истифодашуда аз як манбаи маҳаллӣ дар минтақаи Beni-Suef-и Миср гирифта шудааст. Пешгузаштаи катализатор аввал чанд маротиба дар оби тозаи 100 °C ҷӯшонида шуда, аз пигментҳо ва боқимондаҳои ҳалшаванда тоза карда шуд, сипас дар 70 °C дар давоми 24 соат хушк ва то андозаи тахминии зарраҳои 25–100 µm майда карда шуд.

Катализатор чӣ гуна омода карда шуд?

Дар марҳилаи аввал 10 g хокаи чойи хушк бо %95 H₂SO₄-и консентратсияшуда дар 100 °C дар давоми 3 соат ба реаксия дароварда шуд. Маҳсулот то нейтрал шудани оби шустан шуста, дар 70 °C дар давоми 5 соат хушк карда шуд ва S.BT ном гирифт.

Дар марҳилаи дуюм намунаҳои алоҳидаи 10 g S.BT:

• 100 mL, 5 M NaOH ё
• 100 mL, 5 M KOH

дар 100 °C ва таҳти омехтакунии 500 rpm дар давоми 5 соат коркард шуданд. Пас аз нейтралсозӣ ва хушккунӣ катализатори бо NaOH тағйирдодашуда NaS.T ва катализатори бо KOH тағйирдодашуда KS.T номгузорӣ шуданд.

Сулфонидан ва коркарди ишқорӣ сатҳро чӣ гуна тағйир дод?

Натиҷаҳои XRD нишон доданд, ки чойи хом асосан сохтори карбонии бетартиб дорад, дар ҳоле ки пас аз сулфонидан хусусиятҳои нави сохтории вобаста ба намудҳои дорои сулфур пайдо шуданд. Пас аз коркард бо NaOH ва KOH сохтор бетартибтар шуда, дар NaS.T инъикосҳои кристаллии вобаста ба сулфати натрий ва дар KS.T инъикосҳои вобаста ба сулфати калий мушоҳида шуданд.

Дар натиҷаҳои FTIR пас аз сулфонидан тасмаҳои вобаста ба ларзишҳои S=O, O=S=O ва C–S пайдо шуданд. Коркарди ишқорӣ шиддат ва ҷойгиршавии ин тасмаҳоро тағйир дод; муҳаққиқон инро бо ташаккули намудҳои сатҳии сулфат ё сулфонати вобаста ба Na/K шарҳ доданд.

Дар титркунии Boehm зичии умумии функсияҳои кислотагӣ:

• дар чойи сиёҳи хом 1,80 mmol/g,
• дар S.BT 34,60 mmol/g,
• дар NaS.T 1,32 mmol/g,
• дар KS.T 1,49 mmol/g

гузориш шудааст. Коркарди ишқорӣ қисми зиёди функсияҳои сахт кислотагиро нейтрал ё табдил дод; бо вуҷуди ин, қисми функсияҳои кислотаҳои карбоксилӣ, лактонӣ ва фенолӣ нигоҳ дошта шуд.

Маҳдудияти муҳими усулӣ: муҳаққиқон ин натиҷаҳоро ҳамчун далеле, ки рафтори дуфунксионалии сатҳи кислота–асосро дастгирӣ мекунад, тафсир мекунанд; аммо таҳқиқот таҳлили NH₃-TPD ё CO₂-TPD-ро, ки марказҳои фаъоли кислота ва асосро мустақиман миқдорӣ мекунад, анҷом надодааст. Аз ин рӯ, “дуфунксионалӣ будан” ба тафсири якҷояи тавсифкунӣ ва рафтори каталитикӣ асос меёбад.

Масоҳати сатҳ чӣ гуна тағйир ёфт?

Дар тасвирҳои SEM пас аз коркарди ишқорӣ морфологияи ноҳамвортар, пора-пора ва дорои ҷамъшавиҳо дар сатҳ дида мешавад. Масоҳати баландтари сатҳи NaS.T яке аз тавзеҳҳои муҳаққиқон барои он аст, ки ҳосили умумии каталитикии NaS.T нисбат ба KS.T андаке баландтар буд.

Равғани партови хӯрокпазӣ чӣ гуна ба биодизел табдил дода шуд?

Равғани партови хӯрокпазӣ асосан аз равғани истифодашудаи офтобпараст иборат буд. Равған аз тарабхонаҳои маҳаллӣ ҷамъоварӣ шуда, боқимондаҳои сахти ғизоӣ филтр ва барои хориҷ кардани об гарм карда шуданд. Манбаъ қайд мекунад, ки равған аз кислотаҳои равғании носерии C18 бой буда, махсусан кислотаҳои линолӣ ва олеӣ бартарӣ доранд; фоизҳои муфассали кислотаҳои равғанӣ ба Supplementary Table S1 гузошта шудаанд.

Таҷрибаҳои трансэстерификатсия дар реактори шишагии боросиликатӣ бо хунуккунандаи бозгашт анҷом дода шуданд. Дар ҳар таҷриба 40 mL равғани партови пешакӣ коркардшуда бо миқдори муайяни катализатор ва метанол ба реаксия дароварда шуд.

Диапазонҳои тағйирёбандаҳои омӯхташуда чунин буданд:

Дар охири реаксия катализатори сахт филтр карда шуд, омехтаи моеъ 24 соат дар қифли ҷудокунӣ нигоҳ дошта шуд, фазаи болоии биодизел гирифта шуд ва метаноли боқимонда бо хушккунӣ дар 70 °C дар давоми 240 дақиқа хориҷ карда шуд. Миқдори FAME ва арзёбии табдил бо истифода аз хроматографи газии Agilent 7890A анҷом дода шуд.

Манбаъ ҳосили биодизелро:

\[ Y(\%)= \frac{ m_{\mathrm{biodiesel}}\times C_{\mathrm{FAME}} }{ m_{\mathrm{WCO}} } \times 100 \]

бо ин шакл ҳисоб мекунад. Дар ин ҷо \(C_{\mathrm{FAME}}\) фраксияи FAME-и биодизели истеҳсолшуда мебошад.

Баландтарин ҳосили таҷрибавии биодизел чӣ қадар буд?

Баландтарин натиҷаи таҷрибавӣ барои ҳар ду катализатор дар шароити якхелаи корӣ ба даст омад:

• Ҳарорат: 40 °C
• Вақт: 45 дақиқа
• Катализатор: %3 вазн
• Метанол/равған: 10:1 mol/mol

Катализатори танҳо сулфонишудаи S.BT, ки пештар дар ҳамин самти таҳқиқот истифода шуда буд, барои табдили %97,3 ба 50 °C, 70 дақиқа, %3 катализатор ва таносуби 10:1 метанол/равған ниёз дошт. Аз ин рӯ, бартарии асосии тағйирдиҳии ҳозираи ишқорӣ танҳо фарқи тақрибан як банди фоизӣ дар ҳосил нест, балки расидан ба табдили баланд дар ҳарорати пасттар ва вақти кӯтоҳтар мебошад.

Модели RSM то чӣ андоза хуб кор кард?

Дар таҳқиқот барои чор тағйирёбанда Central Composite Rotatable Design ва модели дараҷаи дуюми Response Surface Methodology истифода шуда, барои ҳар як катализатор 25 таҷриба анҷом дода шуд.

Ҳалли баландтарини NaS.T, ки модел пешниҳод мекунад, %99,60 ҳосили биодизел-ро пешгӯӣ мекунад. Ин шароит тақрибан 38,92 °C, 44,46 дақиқа, %2,87 катализатор ва таносуби 5,11:1 метанол/равған мебошад.

Қимати %99,60 максимуми таҷрибавӣ ченшуда нест. Ин қимати оптималии пешгӯишудаи модели RSM мебошад. Максимуми мустақими таҷрибавӣ %98,7 аст. Ин ду рақам бояд аз ҳам ҷудо нигоҳ дошта шаванд.

Ҳарорат ва вақти реаксия чӣ гуна таъсир карданд?

Тамоюли умумӣ ин аст, ки бо афзоиши ҳамзамони вақт ва ҳарорат ҳосили биодизел зиёд мешавад. Муҳаққиқон инро бо кам шудани часпакии равған, зиёд шудани тамоси метанол–равған, тез шудани диффузия ва бештар ба амал омадани бархӯрдҳои самаранок дар сатҳи каталитикӣ шарҳ медиҳанд.

Бо вуҷуди ин, манбаъ таъкид мекунад, ки реаксияҳои аз ҳад дароз метавонанд тавассути реаксияҳои баръакс, гидролизи FAME ё ташаккули кислотаҳои равғании озод сифати маҳсулотро паст кунанд.

Чаро миқдори метанол аз 3:1 баландтар нигоҳ дошта шуд?

Барои ба се молекулаи FAME табдил ёфтани триглитсерид таносуби назариявии стехиометрӣ 3 mol метанол / 1 mol триглитсерид аст. Аммо азбаски трансэстерификатсия реаксияи баргаштпазир мебошад, метаноли зиёдатӣ метавонад мувозинатро ба тарафи маҳсулот гузаронад.

Дар таҳқиқот таносуб дар ҳудуди 5:1–10:1 омӯхта шуд. Бо афзоиши миқдори метанол одатан ҳосили биодизел зиёд гардид. Дар баробари ин, қайд мешавад, ки метаноли аз ҳад зиёд метавонад глитсеролро дар фазаи биодизел бештар ҳал кунад ва ҷудокунии фазаҳоро душвор созад.

Механизми пешниҳодшудаи кори катализатор чист?

Мувофиқи манбаъ, реаксия аз се табдили асосии триглитсерид иборат аст:

\[ TG + CH_3OH \rightleftharpoons DG + FAME \]

\[ DG + CH_3OH \rightleftharpoons MG + FAME \]

\[ MG + CH_3OH \rightleftharpoons GL + FAME \]

Дар маҷмӯъ:

\[ TG+3CH_3OH \rightleftharpoons GL+3FAME \]

Дар механизми дуфунксионалии пешниҳодшуда минтақаҳои сатҳии вобаста ба ишқор фаъолшавии метанол ва ташаккули намудҳои нуклеофилии монанд ба метоксиро дастгирӣ мекунанд. Ин намудҳо ба карбони карбонилии триглитсерид ҳамла карда, FAME ҳосил мекунанд.

Пешниҳод мешавад, ки гурӯҳҳои кислотагии сулфонӣ ва оксигендори дар сатҳ боқимонда метавонанд ба поляризатсияи карбонил ва эстерификатсияи кислотаҳои равғании озод дар равғани партов саҳм гузоранд:

\[ RCOOH+CH_3OH \rightleftharpoons RCOOCH_3+H_2O \]

Ин механизм як нақшаи реаксияи сатҳии пешниҳодшуда мебошад. Таҳқиқот маҳсулоти мобайнии реаксияро бо спектроскопияи in-situ мустақиман мушоҳида накардааст.

Модели кинетикӣ чиро нишон дод?

Таҷрибаҳои кинетикӣ бо %3 боркунии катализатор ва таносуби 10:1 метанол/равған дар 20, 30 ва 40 °C анҷом дода шуданд. Азбаски метанол дар зиёдатии калон мавҷуд буд, консентратсияи он тақрибан доимӣ қабул шуда, кинетикаи намоён:

\[ -\ln(1-X)=k_{\mathrm{app}}t \]

ба модели псевдодараҷаи якум мутобиқ карда шуд.

Дар 40 °C константаи намоёни суръати KS.T нисбат ба NaS.T тақрибан %2,7 баландтар аст. Бо вуҷуди ин, ҳосили ниҳоии биодизели NaS.T баландтар мебошад. Манбаъ инро бо таъсири якҷояи чанд омил, аз ҷумла масоҳати сатҳ, дастрасии марказҳои фаъол, рафтори адсорбсия/десорбсия ва монеаи энергетикӣ шарҳ медиҳад.

Энергияҳои фаъолшавӣ чӣ маъно доранд?

Дар таҳлили Arrhenius:

NaS.T монеаи намоёни энергетикии хеле пасттар дорад, дар ҳоле ки омили преэкспоненсиалии KS.T баландтар аст. Аммо инҳо набояд ҳамчун константаҳои холиси реаксияи химиявӣ баррасӣ шаванд. Аз сабаби табиати гетерогении равған, метанол ва катализатори сахт таъсирҳои омехтакунӣ, тамоси фазаҳо, диффузия, адсорбсия ва десорбсия ба кинетикаи намоёни ченшуда дохил мешаванд.

Параметрҳои термодинамикии фаъолшавӣ чиро нишон доданд?

Қиматҳои мусбати ΔH* нишон медиҳанд, ки барои ташаккули ҳолати гузариш энергия лозим аст, дар ҳоле ки ΔS*-и манфӣ нишон медиҳад, ки комплекси фаъолшуда нисбат ба низоми ибтидоӣ тартибёфтатар аст.

Энергияҳои озоди Gibbs-и фаъолшавӣ вобаста ба ҳарорат:

• NaS.T: 27,29–28,13 kJ/mol
• KS.T: 29,61–30,12 kJ/mol

дар ин диапазон қарор доранд.

Огоҳии тафсири илмӣ: ΔG*-и дар ин ҷо ҳисобшуда тағйирёбии умумии энергияи озоди Gibbs-и реаксия нест. ΔG*-и мусбат танҳо мавҷудияти монеаи фаъолшавӣ барои расидан ба ҳолати гузаришро ифода мекунад. Аз ин рақамҳо наметавон хулоса кард, ки реаксияи умумии ҳосилшавии биодизел “худҷараён” аст ё “худҷараён нест”.

Пас аз панҷ истифода катализатор дар чӣ ҳолат монд?

Пас аз ҳар давр катализатор филтр карда, бо оби тоза шуста ва дар 60 °C дар давоми 10 соат хушк карда шуда, дубора истифода гардид.

Дар охири даври панҷум %86,3-и фаъолияти ибтидоӣ барои NaS.T ва %83,0 барои KS.T нигоҳ дошта шуд. NaS.T аз ҷиҳати истифодаи такрорӣ низ натиҷаи андаке беҳтар нишон дод.

Аммо таҳқиқот пас аз даврҳо ба катализаторҳои истифодашуда таҳлили XRD, FTIR, BET ё SEM татбиқ накардааст. Аз ин рӯ, шарҳҳои деактиватсия, монанди аз даст рафтани марказҳои фаъол, баста шудани сатҳ ё хориҷ шудани намудҳои Na/K, механизмҳои эҳтимолӣ мебошанд; онҳо бо тавсифкунии мустақим исбот нашудаанд.

Хусусиятҳои сӯзишвории биодизели истеҳсолшуда чӣ гуна буданд?

Манбаъ ин қиматҳоро бо ASTM D6751 ва EN 14214 муқоиса карда, гузориш медиҳад, ки хусусиятҳои асосии сӯзишворӣ дар ҳудудҳои муайяншуда қарор доранд. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот озмоиши сӯхтан дар муҳаррик, партовҳо, устувории инжектор ё нигоҳдории дарозмуддатро анҷом надодааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Партови чойи сиёҳ бо сулфонидан ва сипас коркард бо NaOH/KOH ба катализаторҳои гетерогении аз нав истифодашаванда табдил дода шудааст.
• Масоҳати сатҳи BET-и NaS.T 59,7 m²/g ва барои KS.T 47,6 m²/g буд.
• Ҳосили таҷрибавии биодизел аз равғани партови хӯрокпазӣ бо NaS.T ба %98,7 ва бо KS.T ба %97,8 расид.
• Ин натиҷаҳо дар 40 °C, 45 дақиқа, %3 катализатор ва таносуби 10:1 метанол/равған ба даст омаданд.
• NaS.T ва KS.T нисбат ба низоми пешинаи S.BT дар ҳарорати пасттар ва вақти кӯтоҳтар табдили баландро таъмин карданд.
• Кинетикаи намоён дар шароити омӯхташуда ба модели псевдодараҷаи якум хуб мувофиқат кард.
• Энергияи намоёни фаъолшавии NaS.T нисбат ба KS.T пасттар муайян шуд.
• Ҳар ду катализатор пас аз панҷ истифода миқдори назарраси фаъолиятро нигоҳ доштанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот исбот ё мустақиман тасдиқ накардааст

• Таҳқиқот корхонаи пайвастаи истеҳсоли биодизелро дар миқёси саноатӣ нишон намедиҳад.
• Ҳосили %99,60 максимуми таҷрибавӣ нест, балки пешгӯии модели RSM мебошад.
• Энергияҳои пасти намоёни фаъолшавиро танҳо ҳамчун монеаи реаксияи холиси химиявӣ тафсир кардан мумкин нест.
• Марказҳои дуфунксионалии кислота–асос мустақиман бо NH₃-TPD/CO₂-TPD миқдорӣ карда нашудаанд.
• Сабаби физикии деактиватсия дар панҷ давр бо тавсифкунии катализатори истифодашуда тасдиқ нашудааст.
• Коҳиши тахминии %70 дар арзиши катализатор натиҷаи таҳлили ҳамаҷонибаи техноиқтисодии сатҳи корхона нест.
• Тахмини коҳиши %4–7 дар арзиши умумии истеҳсоли биодизел бо намоиши саноатӣ тасдиқ нашудааст.
• Таҳлили давраи ҳаёт анҷом дода нашудааст.
• Сӯзишвории истеҳсолшуда дар муҳаррики воқеии дизелӣ аз рӯйи кор ё партовҳо озмоиш нашудааст.
• Қиматҳои мусбати ΔG* нишондиҳандаи худҷараёнии реаксияи умумии трансэстерификатсия нестанд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Хулосаи тарҳи таҳқиқот

Муқоисаи мустақими NaS.T ва KS.T

Дар маҷмӯъ, NaS.T нисбат ба KS.T масоҳати сатҳи баландтар, ҳосили ниҳоии таҷрибавии андаке баландтар, монеаи намоёни энергетикии пасттар ва нигоҳдории бештари фаъолиятро дар даври панҷум нишон дод.

Маҳдудияти тафсири модели оморӣ

Модели RSM дар доираи таҷрибавии омӯхташуда мутобиқати баланд нишон медиҳад; аммо пешгӯиҳои модел набояд берун аз фазои таҷриба умумӣ карда шаванд. Аз ҷумла, пешгӯии %99,60 барои NaS.T бе тасдиқи воқеии таҷрибавӣ ҳамчун ҳосили дақиқи истеҳсолӣ қабул карда намешавад.

Маҳдудияти тафсири натиҷаҳои кинетикӣ

Мувофиқи ибораи худи таҳқиқот, \(k_{\mathrm{app}}\) ва E_a параметрҳои “apparent”, яъне намоён мебошанд. Тамоси фазаҳои равған–метанол дар реактор, омехтакунӣ, диффузия ба зарраи катализатор, адсорбсияи сатҳӣ ва десорбсияи маҳсулот метавонанд ба қиматҳои ченшуда таъсир расонанд. Аз ин рӯ, ин қиматҳо набояд ҳамчун кинетикаи intrinsic-и марказҳои фаъол арзёбӣ шаванд.

Маҳдудияти тафсири таҳлили истифодаи такрорӣ

Панҷ давр нишон медиҳанд, ки катализаторро метавон дубора истифода бурд; аммо панҷ давр барои хулоса дар бораи умри саноатӣ кофӣ нест. Илова бар ин, азбаски масоҳати сатҳ, функсияҳои химиявӣ ва ихроҷи Na/K-и катализатори истифодашуда чен нашудаанд, роҳи воқеии деактиватсия номуайян мемонад.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Унвони пурраи аслӣ:Upcycling black tea waste into a bifunctional catalyst for efficient biodiesel production from waste cooking oil with kinetic and thermodynamic insights.

Муаллифон, бо тартиби манбаъ: May N. Bin Jumah; Amna M. Farhan; Ahmed A. Allam; Mostafa R. Abukhadra; Stefano Bellucci.

Муаллифони масъул: Mostafa R. Abukhadra ва Stefano Bellucci.

Муассисаҳо: Department of Biology, College of Science, Princess Nourah bint Abdulrahman University, Riyadh, Saudi Arabia; Department of Chemistry, Faculty of Science, Beni-Suef University, Egypt; Department of Biology, College of Science, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, Riyadh, Saudi Arabia; Geosciences Department, College of Science, United Arab Emirates University, Al Ain, United Arab Emirates; Qi S.r.l., Pomezia, Italy; Universidad Ecotec, Samborondón, Ecuador; Nano Research Laboratory, Excellent Center, Baku State University, Baku, Azerbaijan.

Навъи манбаъ ва ҳолати нашр: Манбаи боршуда мақолаи аз ҷониби Scientific Reports қабулшуда ва версияи пеш аз таҳрири Article in Press мебошад, ки ношир барои дастрасии барвақт пешниҳод кардааст. Дар манбаъ огоҳии “unedited version” мавҷуд аст ва ба таври равшан гуфта мешавад, ки пеш аз нашри ниҳоӣ тағйироти таҳрирӣ мумкинанд.

Ҳолати тақриз: Таҳқиқот мақолаи тадқиқотии қабулшудаи Scientific Reports мебошад. Санаи қабул 23 Июн 2026 аст.

Санаи воридшавӣ: 3 Апрел 2025.

Санаи нашри онлайн: 1 Июл 2026.

Маҷалла:Scientific Reports.

Ношир: Springer Nature.

DOI: 10.1038/s41598-026-59700-7.

Пайванди расмӣ:https://doi.org/10.1038/s41598-026-59700-7.

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International — CC BY-NC-ND 4.0. Иҷозатнома мубодилаи ғайритиҷоратиро бо шартҳои муайян иҷозат медиҳад, аммо мубодилаи маводи мутобиқшуда аз мақоларо иҷозат намедиҳад. Аз ин рӯ, дар муҳтавои Verianla шаклҳои аслии манбаъ бо тағйирот дубора истифода нашудаанд; маълумот бо матн ва ҷадвалҳои аслии HTML шарҳ дода шудааст.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот қисман аз ҷониби Princess Nourah bint Abdulrahman University Researchers Supporting Project PNURSP2026R737 дастгирӣ шудааст. Илова бар ин, дастгирӣ аз лоиҳаи FISA-2023-00229 “Advanced Composite nanomaterials for WAter Management” дар доираи FISA 2023-и Вазорати донишгоҳҳо ва таҳқиқоти Италия гузориш шудааст.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор мекунанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Дастрасии маълумот: Гуфта мешавад, ки маълумот бо дархости асоснок аз муаллифи масъул дастрас карда мешавад.

Изҳорот дар бораи истифодаи зеҳни сунъӣ: Муаллифон хабар медиҳанд, ки ҳангоми омода кардани мақола барои таҳрири забон ва беҳтар кардани шаклҳои схемавӣ аз абзорҳои зеҳни сунъӣ истифода кардаанд; ҳамаи натиҷаҳоро санҷида, масъулияти муҳтавои ниҳоиро бар дӯш гирифтаанд.

Пайванди таҳқиқоти қаблӣ: Гурӯҳи таҳқиқотӣ пештар партови чойи сиёҳро танҳо сулфонӣ карда, катализатори гетерогении кислотагии S.BT-ро таҳия карда буд. Навоварии таҳқиқоти ҳозира ин аст, ки S.BT бори дуюм бо NaOH ё KOH тағйир дода шуда, ба сохторҳои NaS.T ва KS.T табдил дода мешавад ва онҳо дар ҳарорати пасттар/вақти кӯтоҳтари реаксия санҷида мешаванд.

Маҳдудияти маводи иловагӣ: Таркиби муфассали кислотаҳои равғании равғани партови хӯрокпазӣ ба Supplementary Table S1 ирсол шудааст. Азбаски фоизҳои муфассали ин ҷадвал дар манбаи асосии боршуда мавҷуд нестанд, ба матни Verianla таносубҳое, ки дар манбаъ дида намешаванд, илова нашудаанд.

Огоҳии дуфунксионалӣ: Сохтори дуфунксионалии кислота–асоси NaS.T ва KS.T ба тафсири якҷояи XRD, FTIR, титркунии Boehm, BET, SEM ва рафтори каталитикӣ асос меёбад. Таҳлили мустақими NH₃-TPD ё CO₂-TPD анҷом дода нашудааст.

Огоҳии термодинамикӣ: Гарчанде дар хулосаи манбаъ қиматҳои ΔG* бо “feasibility and spontaneity” алоқаманд карда шудаанд, бахши муфассали усул ва натиҷаҳо дуруст шарҳ медиҳад, ки ΔG* энергияи озоди Gibbs-и фаъолшавӣ мебошад. Қимати мусбати ΔG* танҳо мавҷудияти монеаи энергетикӣ барои расидан ба ҳолати гузаришро нишон медиҳад; он худҷараёнии термодинамикии реаксияи умумиро муайян намекунад.

Маҳдудияти тафсири иқтисодӣ: Бо фарз кардани партови чойи сиёҳ ҳамчун пешгузаштаи беарзиш тахмин мешавад, ки арзиши омода кардани катализатор нисбат ба катализаторҳои гетерогении анъанавии асоси оксидӣ ҳадди ақал %70 пасттар ва арзиши умумии истеҳсоли биодизел тақрибан %4–7 камтар шуда метавонад. Аммо таҳқиқот таҳлили муфассали техноиқтисодӣ, ҳисобкунии хароҷот дар миқёси пилотӣ ё таҳлили давраи ҳаётро анҷом надодааст.

Маҳдудияти муҳтавои илмӣ: Тартиботи таҷрибавӣ, муодилаҳо, хусусиятҳои катализатор, натиҷаҳои RSM, қиматҳои кинетикӣ ва термодинамикӣ, натиҷаҳои истифодаи такрорӣ ва хусусиятҳои сӯзишворӣ дар ин мақолаи Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда асос меёбанд. Санҷиши беруна танҳо барои ҳувияти библиографӣ, DOI ва ҳолати нашр истифода шудааст.