การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งคาร์บอนสําหรับการผลิตสารเติมแต่ง เชื้อเพลิงกลีเซอรอล บิวทิลอะเซทัล จากกลีเซอรอลเพื่อลด PM2.5 จาก แหล่งกําเนิดเครื่องยนต์ดีเซล

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเตรียมสารเติมแต่งเชื้อเพลิงที่มีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบชนิด กลีเซอรอล บิวทิล อะเซทัล โดยสารเติมแต่งเชื้อเพลิงชนิดนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลและลดปริมาณฝุ่น PM2.5 จากภาคการจราจร กลีเซอรอล บิวทิล อะเซทัลในที่นี้เตรียมจากปฏิกิริยาอะเซทัลไลเซชันระหว่างกลีเซอรอลกับบิวทิรัลดีไฮด์ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งคาร์บอนที่เตรียมจากการคาร์โบไนเซชัน และซัลโฟเนชันของวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่พบมากในประเทศไทย ได้แก่ ปาล์มน้ำมัน กลีเซอรอล และไม้ไผ่ ปฏิกริยาดังกล่าวให้ผลิตภัณฑ์เป็นกลีเซอรอล บิวทิล อะเซทัลที่มีโครงสร้างทั้งที่เป็นวง 5 เหลี่ยม และ 6 เหลี่ยม จากผลการทดลองพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งคาร์บอนที่เตรียมได้จากถ่านไม้ไผ่มีประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาสูง โดยสภาวะในการทำปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งคาร์บอนซึ่งเตรียมได้จากถ่านไม้ไผ่จำนวน 0.3 กรัม ใช้อัตราส่วนโดยโมลของบิวทิรัลดีไฮด์ต่อกลีเซอรอลเป็น 2.5:1 อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา 70 องศาเซลเซียส เวลาในการทำปฏิกิริยา 2 ชั่วโมง ให้เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของกลีเซอรอลสูงที่สุดเป็น 83.47 เปอร์เซ็นต์ มากไปกว่านั้นตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งคาร์บอนที่เตรียมได้จากถ่านไม้ไผ่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้อย่างน้อย 1 รอบ โดยประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาลดต่ำลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อทำการขยายสเกลการผลิต และใช้สารป้อนเกรดการค้า พบว่าเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของกลีเซอรอลลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยกลีเซอรอล บิวทิล อะเซทัลที่เตรียมได้สามารถลดควันดำในช่วง 15-35 เปอร์เซ็นต์ และลด PM2.5 ประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์เมื่อประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ในเบื้องต้นพบว่ามีระยะเวลาคืนทุนภายใน 1 ปี เมื่อคิดที่กำลังการผลิต 800 กิโลกรัมต่อวัน

คําสําคัญ : สารเติมแต่งเชื้อเพลิงที่มีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบ, กลีเซอรอล, บิวทิล, อะเซทัล, PM2.5, เครื่องยนต์ดีเซล