Catalytic Study of Calcium Silicate from Duck Eggshell for the Synthesis of Glycerol Carbonate from Glycerol and Urea

Main Article Content

Pronchita Kantong
Manisara Kome-ngam
Pesak Rungrojchaipon

Abstract

This research aims to study the calcium silicate obtained from duck eggshell as a catalyst for the synthesis of glycerol carbonate by carbonylation of glycerol and urea. Two different heating methods (microwave and hot plate) were compared. The catalyst amounts of 2 and 5 wt.% of glycerol were used.  The temperature of hot plate was set at 150 oC and microwave power of 130 watt was employed. Calcium silicate was prepared by a chemical process followed by calcination at 600 ºC for 2 hrs. Characterizations of calcium silicate catalysts analyzed by TGA, FTIR, XRD and SEM techniques, revealed basic strength of calcium silicate of 9.8 and average particle size of 1.16 μm. The synthesis of glycerol carbonate by using microwave technique with catalyst of 2 wt.% of glycerol and reaction time of 80 min resulted in higher glycerol conversion, selectivity and yield of glycerol carbonate of 71.55, 46.93 and 33.58, respectively, than that of using a hot plate as a heat source.

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
Kantong, P., Kome-ngam, M., & Rungrojchaipon, P. (2022). Catalytic Study of Calcium Silicate from Duck Eggshell for the Synthesis of Glycerol Carbonate from Glycerol and Urea. Journal of Science Ladkrabang, 31(1), 1–16. Retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/science_kmitl/article/view/245502
Section
Research article

References

บีบีซีนิวส์ไทย. 2562. น้ำมัน : ตลาดโลกและผู้บริโภคได้รับผลกระทบอย่างไรในเหตุโจมตีโรงกลั่น ซาอุดีอาระเบีย. แหล่งข้อมูล : https://www.bbc.com/thai/international-49713718. ค้นเมื่อ วันที่ 1 กรกฎาคม 2563.

ศิริลักษณ์ สงวนศักดิ์ และสุวิมล ขำเนตร. 2561. การสังเคราะห์กลีเซอรอลคาร์บอเนตจากกลีเซอรอลและยูเรียโดยใช้แคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่ได้จากเปลือกไข่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตร์บัณฑิต, สาขาเคมีอุตสาหกรรม, สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. [Siriluk Saguansak and Suvimon Komnate. 2018. Synthesis of glycerol carbonate from Glycerol and urea by using calcium hydroxide obtained from eggshells as catalysts. Thesis-B.Sc., Major Industrial Chemistry, King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang. (in Thai)]

ธนภรณ์ ลาพรม, ปัณฑิตา จันทร์พา และภิเษก รุ่งโรจน์ชัยพร. 2564. การศึกษาตัวเร่งปฏิกิริยาโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต (KMnO4) บนตัวรองรับซีโอไลต์ 13X เพื่อใช้ในการสังเคราะห์กลีเซอรอลคาร์บอเนตจากปฏิกิริยาคาร์บอนิลเลชันของกลีเซอรอลและยูเรีย. วารสารวิทยาศาสตร์ลาดกระบัง, 30(1), 69-80. [Thanaphron Laphrom, Panthita Janpa and Pesak Rungrojchaipon. 2021. Catalytic Study of KMnO4-Zeolite 13X Catalyst for the Synthesis of Glycerol Carbonate from Carbonylation of Glycerol and Urea. Journal of Science Ladkrabang, 30(1), 69-80. (in Thai)]

ธันย์ชนก คงนคร, สุภาวิณี กิตติกุล และนุชนภา ตั้งบริบูรณ์. 2554. การเตรียมสารประกอบแคลเซียมซิลิเกตจากเปลือกไข่ไก่. การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, ครั้งที่ 49, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพ ฯ, 451-458. [Tanchanok Khongnakhon, Supawinee Kittikul and Nuchnapa Tangboriboon. 2011. Preparation of Calcium Silicate Compounds from Chicken Eggshells. Proceedings of 49th Kasetsart University Annual Conference, Bangkok, 451-458. (in Thai)]

Fan, W., Li, Y., Sun, Q., Ma, T. and Fan, B. 2016. Calcium-silicate mesoporous nanoparticles loaded with chlorhexidine for both anti-Enterococcus faecalis and mineralization properties. Journal of Nanobiotechnology, 14(1), 1-12.

Young, J.F. and Matsuyama, H. 2000. Effects of pH on Precipitation of Quasi-Crystalline Calcium Silicate Hydrate in Aqueous Solution. Advances in Cement Research, 12(1), 29-33.

Yan, F., Jiang, J., Chen, X., Tian, S. and Li, K. 2014. Synthesis and Characterization of Silica Nanoparticles Preparing by Low- Temperature Vapor-Phase Hydrolysis of SiCl4. Industrial & Engineering Chemistry Research, 30(53), 11884-11890.

Wu, C., Chang, J. and Fan, W. 2012. Bioactive mesoporous calcium-silicate nanoparticles with mineralization ability, osteostimulation, drug-delivery and antibacterial properties for filling apex roots of teeth. Journal of Materials Chemistry, 22(33), 16801-16809.

Siriphannon, P., Kameshima, Y., Yasumori, A., Okada, K. and Hayashi, S. 2002. Formation of hydroxyapatite on CaSiO3 powders in simulated body fluid. Journal of the European Ceramic Society, 22(4), 511-520.

Manivannan, M. and Rajendran, S. 2011. Investigation of inhibitive action of urea-Zn2+system in the corrosion control of carbon steel in sea water. International Journal of Engineering Science and Technology, 3(11), 8048-8060.

สายฝน ทองอ่อน. 2557. การศึกษามูลค่าเพิ่มของกลีเซอรอลดิบที่ได้จากกระบวนการผลิตไบโอดีเซล. วิทยานิพนธ์วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต, สาขาวิศวกรรมอุตสาหการ, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. [Saifon Tongaon. 2014. A Study of Value Added of Crude Glycerol by Product from Biodiesel Production Process. Thesis- M. Eng., Major Industrial Engineering, Chulalongkorn University. (in Thai)]

Indran, V.P., Zuhaimi, N.A.S., Deraman, M.A., Maniam, G.P., Yusoff, M.M., Hin. T.Y. and Rahim, A.H.M. 2014. An Accelerated Route of Glycerol Carbonate Formation from Glycerol using Waste Boiler Ash as Catalyst. Royal Society of Chemistry Advances, 4(48), 25257–25267.