ศ.ดร.นพิดา หิญชีระนันทน์ นักวิจัยของ CBRC ร่วมกับ ผศ.ดร.ชฎิล กุลสิงห์, Dr. Duy Le, น.ส.อธิฐาน เรืองทวีป และ น.ส.ณัฐพร ชัยธีระสุเวท ริเริ่มการประยุกต์ใช้กระบวนการออกซิเดทีฟดีไฮโดรจีเนชัน (Oxidative dehydrogenation) ในการสังเคราะห์โอเลฟินสายโซ่ยาว (Long-chain olefins) จากกรดไขมัน (Fatty acid)
ผลงานวิจัยเรื่อง Long-chain bio-olefins production via oxidative dehydrogenation of oleic acid over vanadium oxides/KIT-6 catalysts ตีพิมพ์ในวารสาร Catalysis Today (Q1 Journal, JCR IF = 5.70)
โอเลฟินเป็นสารเคมีตัวกลางที่สำคัญในการผลิตเคมีภัณฑ์หลายชนิด เช่น พอลิเมอร์ (Polymers) สารซักล้าง (Detergents) พลาสติไซเซอร์ (Plasticizers) แอลกอฮอล์ (Alcohols) สารเติมแต่งน้ำมันหล่อลื่น (Lubricant oil additives) และสารลดแรงตึงผิว (Surfactants) อย่างไรก็ดี โอเลฟินส่วนใหญ่ในปัจจุบันผลิตจากแหล่งปิโตรเลียมผ่านกระบวนการแตกสลายด้วยไอน้ำ (Steam cracking) หรือกระบวนการโอลิโกเมอไรเซชัน (Oligomerization) ของเอทิลีน (Ethylene)
กรดไขมัน (Fatty acids) เป็นวัตถุดิบหมุนเวียนที่มีศักยภาพในการผลิตโอเลฟิน ซึ่งสามารถผลิตได้ผ่านกระบวนการดีออกซีเจนเนชัน (Deoxygenation) ภายใต้บรรยากาศแก๊สเฉื่อย อย่างไรก็ดีกระบวนการนี้มีข้อจำกัดทางสมดุลอุณหพลศาสตร์ (Thermodynamic equilibrium) และความเสี่ยงในการเกิดโค้ก (Coke formation) กระบวนการออกซิเดทีฟดีไฮโดรจีเนชันภายใต้บรรยากาศของแก๊สออกซิเจนเป็นอีกวิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพสูงในการเปลี่ยนกรดไขมันเป็นโอเลฟินโดยปราศจากข้อจำกัดข้างต้น
ตัวเร่งปฏิกิริยาวาเนเดียมออกไซด์ (Vanadium oxides) บนมีโซพอรัสซิลิกาที่เตรียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล (Hydrothermal method) มีศักยภาพในการเปลี่ยนแอลเคน (Alkanes) เป็นโอเลฟินเบา (Light olefins) ผ่านกระบวนการออกซิเดทีฟดีไฮโดรจีเนชัน เนื่องจากมีการกระจายตัวของสปีชีส์วานาเดียมอย่างดีเยี่ยม จึงลดการรวมตัวกันเป็นผลึกขนาดใหญ่ (Aggregation)
งานวิจัยนี้ได้นำตัวเร่งปฏิกิริยาวาเนเดียมออกไซด์บนมีโซพอรัสซิลิกาสามมิติชนิด KIT-6 ที่เตรียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มอล มาประยุกต์ในการแปรรูปกรดไขมันเป็นโอเลฟินสายโซ่ยาวผ่านปฏิกิริยาออกซิเดทีฟดีไฮโดรจีเนชัน จากการศึกษาพบว่า ซิลิกาชนิด KIT-6 ที่มีโครงสร้างรูพรุนแบบสามมิติช่วยปรับปรุงการกระจายตัวของสปีชีส์วานาเดียมได้อย่างดีเยี่ยม ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้ให้การเปลี่ยนของกรดไขมันสูงถึง 76% และมีการเลือกจำเพาะต่อโอเลฟินที่มีจำนวนคาร์บอน 7-17 (C7-C17) อะตอม และแอโรมาติกสูงถึง 44% และ 24% ตามลำดับ นอกจากนี้ ประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาเข้าสู่ภาวะคงที่ภายใน 2 ชั่วโมง และมีอัตราการเกิดโค้กต่ำ
อ่านงานวิจัยนี้ได้ที่: doi.org/10.1016/j.cattod.2021.07.034
