SR
Samuel Rokhum
Author with expertise in Technical Aspects of Biodiesel Production
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
17
(24% Open Access)
Cited by:
462
h-index:
33
/
i10-index:
85
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Waste snail shell derived heterogeneous catalyst for biodiesel production by the transesterification of soybean oil

Ikbal Laskar et al.Jan 1, 2018
A waste snail shell (Pila spp.) derived catalyst was used to produce biodiesel from soybean oil at room temperature for the first time. The snail shell was calcined at different temperatures of 400-1000 °C. The synthesized catalysts underwent XRD, SEM, TEM, EDS, FTIR, XRF, TG/DTA and N2 adsorption-desorption isotherm (BET) analysis. The major component CaO was determined at a calcination temperature of 900 °C as depicted in the XRD results. 100% conversion of soybean oil to methyl ester biodiesel was obtained, as confirmed by 1H NMR. A biodiesel yield of 98% was achieved under optimized reaction conditions such as a calcination temperature of 900 °C, a catalyst loading of 3 wt%, a reaction time of 7 h and a methanol to oil ratio of 6 : 1, and biodiesel conversion was confirmed by FT-NMR and IR spectroscopies. A total of 9 fatty acid methyl esters (FAMEs) were identified in the synthesized biodiesel by the retention time and fragmentation pattern data of GC-MS analysis. The catalyst was recycled 8 times without appreciable loss in its catalytic activity. A high biodiesel yield of 98% was obtained under these optimised conditions. The catalyst has the advantage of being a waste material, therefore it is easily prepared, cost free, highly efficient, biogenic, labor effective and environmentally friendly, making it a potential candidate as a green catalyst for low cost production of biodiesel at an industrial scale.
0
Paper
Citation257
0
Save
0

Valorization of Bambusa striata shavings into functional superparamagnetic material and its application in biodiesel production: Response surface optimization, kinetics, thermodynamics and economic assessment

Arpita Das et al.Jun 26, 2024
Herein, a novel highly porous biomass-based (Bambusa vulgaris striata) magnetic solid acid catalyst was developed for the first time via simultaneous activation and magnetization followed by acid functionalization. The sulfonated magnetic porous carbon was utilized as a catalyst for transesterifying Jatropha curcas oil (JCO) to biodiesel under microwave irradiation. The synthesized catalyst was extensively characterized using VSM, XRD, FTIR, SEM, EDS, TGA, XPS, Raman spectroscopy, and AFM techniques. Through Response Surface Methodology (RSM), a maximal biodiesel yield of 98.8% was achieved over optimal optimal parametric states (catalyst loading 8 wt. %, MOMR 24:1, 50 min, 80 °C). NMR confirmed JCO biodiesel formation with a FAME content of 98.04%, and GCMS provided insight into its chemical composition. A pseudo-first-order kinetic study revealed an activation energy (Ea) of 28.734 kJ mol1. Thermodynamic analysis showed endothermic and non-spontaneous behavior with ΔH#, ΔS#, and ΔG# values of 25.928 kJ mol1, -0.193 kJ mol1 K1, and 94.251 kJ mol1, respectively. The catalyst displayed good reusability, easy recoverability, and stability, maintaining 75.4% oil conversion even after ten consecutive cycles. Life cycle cost analysis (LCCA) estimates biodiesel production cost of $0.60 per liter, emphasizing high commercial viability.
0

Elucidating the scale-up potential of biogenic magnetized nanocatalyst towards intensified biodiesel production

Nabanita Ghosh et al.Jun 1, 2024
The current investigation delved into biodiesel synthesis from castor oil (CO) employing a magnetic nanocatalyst contrived from waste Citrus limetta peel ash (CLPA@Fe3O4). SEM, TEM, EDAX, XRD, XPS, VSM, and FTIR were used meticulously to analyze the synthesized catalyst. The catalyst's core–shell arrangement kept its regulated size and shape and enhanced its surface properties, significantly increasing its stability. The optimal biodiesel yield of 97.92 % was accomplished utilizing CLPA@Fe3O4 catalyst through transesterification under the ideal reaction conditions of 30 wt% methanol concentration, the catalyst of 6 wt%, 60 °C temperature, and 3 h reaction time. The thermodynamics study advocated the transesterification process to be endothermic and nonspontaneous, while the kinetic tests were revealed to obey pseudo-first-order kinetics. The transesterification of CO employing the current catalyst was found to have an activation energy of 33.138 kJ mol−1. Nevertheless, an extraneous magnet could recover the prepared magnetic iron oxide-supported nanocatalyst from the reactor, as the catalyst showed a strong magnetization of 31.56 (emu/g). The catalyst showed excellent reusability up to 80 % for 6 consecutive cycles. The turnover frequency of the catalyst was ascertained to be 0.011 mol g−1.h−1, which measures the ability to drive biodiesel synthesis. The conversions from CO to biodiesel were validated via FTIR and GC–MS analysis. It is essential to highlight that biodiesel's key fuel properties align with the standards set by ASTM D6751, indicating promising prospects for its future industrial use. The life cycle cost analysis of the catalyst and biodiesel, i.e., USD 0.533/kg and USD 1.005/L, indicates excellent potential for commercialization. Lastly, using creative bibliometric analysis to identify the gaps in the literature, the study made recommendations for the synthesis of biodiesel utilizing nanocatalyst.
0

Engineering of Active Sites in Metal Organic Frameworks for Friedel‐Crafts Alkylation

A. Lawrence et al.Sep 24, 2024
Friedel‐Crafts alkylation reaction is one of the well‐known C‐C bonds forming reactions in organic chemistry catalyzed by homogeneous or heterogeneous catalysts. Aluminosilicates and zeolites have been extensively employed as heterogeneous catalysts between Lewis and Bronsted acids as active sites for this reaction. In this line, metal organic frameworks (MOFs) have also been receiving considerable attention for this reaction in the last two decades. Thus, this review aims to present the catalytic performance of MOFs with Lewis acid/Bronsted acid sites or hydrogen bonding donor sites as potential catalysts to promote the widely employed Friedel‐Crafts alkylation to form C‐C bonds between arenes and electron poor olefins, alcohols, or alkyl bromides. Such acid active sites are present either at the organic linkers or inorganic clusters of the crystalline porous framework, resulting in well‐dispersed heterogeneous active sites able to compete with well‐established homogeneous mineral and organocatalysts. The available literature data grouped based on the nature of active sites. Whenever possible, the comparison of the activity of MOFs with other heterogeneous and homogeneous catalysts is provided to illustrate the possible benefits of MOFs compared to other catalysts. The concluding section provides our views and future developments in this field.
0

A Spherical Superhydrophobic Activated Carbon Catalyst for Biodiesel Production ‐Exploring Process Efficiency, Kinetics, Thermodynamics and Life Cycle Cost Analysis

Arpita Das et al.Jun 16, 2024
Abstract Engineering the wettability of functional materials holds significant interest, focusing on the need for superhydrophobic catalysts, crucial for their ability to prevent the poisoning of active sites by water, produced in situ or as a by‐product. Herein, for the first time, a superhydrophobic spherical activated carbon (SSAC@PhSO 3 H) is engineered as a catalyst via a novel synthetic approach and tailored in Jatropha curcas oil (JCO) biodiesel synthesis. With a large surface area (1461 m 2 g −1 ), high acid density (6.26 mmol g −1 ), and water contact angle (163.4°), the catalyst demonstrates superior performance and remarkable water repellency, firmly establishing its superhydrophobic characteristics. Response Surface Methodology based on the Central Composite Design (RSM‐CCD) approach predicted a maximal biodiesel yield of 98.8% (80 °C, 5 wt%, 15:1 methanol to oil molar ratio (MOMR), and 40 min). Life cycle cost analysis (LCCA) estimates biodiesel production cost of 0.37 USD ($) per kg emphasizing high commercial viability. Compared with H 2 SO 4 ‐sulfonated biochar, SSAC@PhSO 3 H retains its inherent activity (86.8 ± 0.4% yield in 10 th run) and spherical morphology even after nine successive reaction cycles indicating high stability. Nevertheless, JCO biodiesel's fuel properties met European Norm, EN 14 212 and American Society for Testing and Materials, ASTM D6757 standards, highlighting its potential for industrial biodiesel production.
0

Response surface optimization, kinetics, thermodynamics, and life cycle cost analysis of biodiesel production from Jatropha curcas oil using biomass-based functional activated carbon catalyst

Kankana Saikia et al.Jun 3, 2024
A highly efficient activated porous catalyst, BPAC-500-S, derived from waste banana peels through a novel synthesis involving pyrolysis; and functionalization with 4-benzene diazonium sulphonate, has been developed. For comparison of catalytic activity, the material was also functionalized with sulphuric acid (BPAC-500-SX). The (BPAC-500-S) catalyst underwent impregnation and activation with ZnCl2, and its properties were extensively characterized using BET, SEM, XPS, XRD, FT-IR, and TGA techniques. Comparative analysis of catalysts obtained at different pyrolysis temperatures (400, 500, and 600 ºC) revealed that BPAC-500-S pyrolyzed at 500 ºC, exhibited maximum surface area (840.83 m2g-1) and sulphur density (4.7 %). Utilizing BPAC-500-S as a catalyst, an efficient process for biodiesel synthesis from Jatropha curcas oil (JCO) was developed, achieving a remarkable 98.91 % conversion, as confirmed by 1H-NMR spectroscopy. Notably, life cycle cost analysis demonstrated a low biodiesel production cost of $ 0.70/L. The BPAC-500-S catalyst exhibited exceptional reusability maintaining more than 80 % biodiesel yield over seven reaction cycles. This study presents a sustainable and cost-effective approach to biodiesel production, emphasizing the potential of waste-derived catalysts in green and economically viable processes.
Load More