[기기분석실험]Biodiesel 합성 및 촉매 반응

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 바이오디젤 (Biodiesel)의 역사
2) 트랜스-에스테르화 반응(transesterification)
3) 촉매
4) 촉매에 의해 Esterification 반응이 일어나는 원리
5) 촉매의 유무·종류에 따라 반응활성과 선택도가 달라지는 원리
6) 기타 공정 조건이 반응 활성도와 선택도에 미치는 영향
7) 가스 크로마토그래피 (Gas Chromatography)
8) GC 정량분석 원리
9) 실험 요약

3. 실험 기구 및 시약
1) 실험 기구
2) 실험 시약

4. 실험 방법
1) 실험 과정
2) 결과분석
3) 전화율, 선택도 계산(계산식만 제시)

5. 실험 결과
1) Fatty acid composition of soybean oil
2) 결과 분석
3) 전화율, 선택도 계산(계산식만 제시)

6. 토의 사항

7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 바이오디젤을 생산하기 위한 반응 중 하나인 trans-esterification 반응 실험을 수행하여 반응과 촉매 분석기기에 대한 이해를 높인다.
1.2. 촉매를 사용하지 않은 반응, 균일계 촉매를 사용한 반응, 불균일계 촉매를 사용한 반응을 수행하고 GC 분석을 통해 각각의 생성물의 전화율(conversion)과 선택도(selectivity) 그리고 바이오디젤의 수율(yield)을 계산해보고 차이점을 알아본다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 바이오디젤 (Biodiesel)의 역사
인류가 개발하여 현재까지 커다란 역할을 하고 있는 제품 중 하나가 디젤엔진이다. 디젤엔진은 연료효율이 휘발유엔진보다 좋을 뿐만 아니라 강력한 힘을 요구하는 동력원으로서 없어서는 안 될 제품으로 각광을 받고 있다. 대부분의 식물성 기름은 디젤 엔진에 연료로 사용되어 질 수 있으며, 실제로 Rudolf Diesel 박사가 1900년도 파리 세계박람회에서 작은 엔진을 달리게 하는데 땅콩기름을 사용하였다. 세계 최초로 개발된 ‘Diesel’ 엔진은 지금 사용하고 있는 ‘석유계 경유’ 가 아닌 식물성 기름을 넣고 달릴 수 있도록 고안된 것이었다. 그 당시에는 식물성 기름이 미네랄 오리보다 값이 쌌는데, 오일산업이 급속도록 발전하면서 마치 규격화도니 미네랄 오일이 끊임없이 공급될 것처럼 보여 졌고, 결과적으로 미네랄 오일 값이 식물성 기름 값보다 낮아지면서 미네랄 오일이 엔진연료 산업을 주도하게 되었다.
식물성 기름이 다시 관심을 끌게 된 것은 1970년대에 발생한 오일쇼크였다. 이로 인한 세계 경제 대공항의 위기 속에서 급속도로 소모되는 재생산되지 않는 화석연료의 소비와 더불어 그 결과로 지구 온난화를 초래하는 환경적 영향력이 제기되면서 재생산 될 수 있는 새로운 에너지 개발에 대한 관심이 모아졌다. 바이오연료 개발을 좀 더 촉진하게 된 계기는 미국과 유럽 간 식량 과잉 생산을 중지하는 프로그램을 추진한데 있다. 미국에서는 처음으로 옥수수로부터 바이오에탄올을 개발하였고, 지난 10년 전부터 대두유를 바이오디젤로 개발하는데 노력해왔다.

참고 자료

현대기기분석, Rouessac, 자유아카데미, p27-41
기기분석의 이해, Skoog, Cengage Learning, p713-723
바이오디젤 공정기술과 연료특성, 홍연기, 홍원희, 2007