一种催化液化生物质油的催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种催化液化生物质油的催化剂及制备方法与应用。该非均相催化剂由载体和氧化物组成；所述氧化物负载在所述载体上；所述载体由粘土矿物粉末、粘接剂和水经挤压成型后酸化、烘干和焙烧而得；所述氧化物为镍元素的氧化物。通过本发明专利技术的方法制备得到的催化剂对原料微藻粉进行水热液化反应，产物油质量有明显提升，催化效果较好。本发明专利技术所提供的催化液化生物质油的催化剂，在微藻水热液化制取生物质油的反应中，具有缓解反应条件，提高产物油产量和品质的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种催化液化生物质油的催化剂及其制备方法与应用
本专利技术属于生物质工程与能源领域，特别涉及一种催化液化生物质油的催化剂及制备方法与应用。
技术介绍
随着世界范围内能源消耗的不断增加以及能源安全形势的不断恶化，生物质能源逐渐得到了广泛关注，尤其是近几十年来，对生物质能源的需求迅速增加。在众多的生物质原料中，微藻因其较高的光合作用效率，生长速率以及单位面积产量被视为极具前景的生物质原料。此外，在淡水和盐水中，微藻均可大规模培养，不占用耕地和环境敏感地带。因此，微藻生物质能源被视为第三代生物质能源。石油地质学的理论认为，在自然条件下，有机质向油气转化的漫长天然过程中，存在两类催化剂——无机盐类和有机酵母。这其中，粘土矿物被认为对有机质的热化学转化具有催化作用。催化剂工业应用中，过渡金属负载于载体上，金属的d电子对反应体系的催化活性气决定性作用，高的分散度也利于其催化活性的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种催化液化生物质油的催化剂及制备方法与应用。本专利技术提供的非均相催化剂，由载体和氧化物组成；所述氧化物负载在所述载体上；所述载体由粘土矿物粉末、粘接剂和水经挤压成型后酸化、烘干和焙烧而得；所述氧化物为镍元素的氧化物。上述非均相催化剂中，所述氧化物占所述非均相催化剂的质量百分含量为2％-12％，具体为2％、4％、6％。所述粘土矿物粉末为由粘土矿物制成的粉末，具体为蒙脱石粉末，该蒙脱石粉末为由蒙脱石制成的粉末；所述粘土矿物粉末的粒径为200目-300目；所述粘接剂为聚乙烯醇或A.S胶；所述聚乙烯醇具体可为PVA1788，平均聚合度为1700-1850。所述粘土矿物粉末与粘接剂的质量比为75：1-2；水的加入量以能够成型即可。所述挤压成型为挤压成圆条形，具体为挤压成直径为1mm的圆条形；所述酸化是在如下条件下进行：用盐酸水溶液浸泡2-6小时，浸泡的时间具体为4小时；所述盐酸水溶液中氯化氢的体积分数为3％-10％，具体为5％；所述烘干步骤中，温度为200-300℃，具体为200℃或250℃或300℃；时间为4h-8h，具体为4小时或6小时或8小时；所述焙烧是在如下条件下进行：以200℃/小时-300℃/小时升至900℃-1000℃或900℃或950℃或1000℃保持2小时-4小时。本专利技术提供的制备所述非均相催化剂的方法，包括如下步骤：1)将所述粘土矿物粉末、粘接剂和水按照所述配比混合后挤压成型，进行所述酸化、所述烘干和所述焙烧，得到载体；2)用含有第VIII族金属元素的溶液浸渍步骤1)所得载体，再将浸渍后的载体依次进行干燥和焙烧，得到所述非均相催化剂。上述方法的步骤1)中，挤压成型为挤压成圆条形，具体为挤压成直径为1mm的圆条形；步骤2)中，含有第VIII族金属元素的水溶液中，以第VIII族金属元素的氧化物计，第VIII族金属元素的浓度为2.0g/100ml-4.0g/100ml，具体为2.0g/100ml-4.0g/100ml或2.0g/100ml或3.0g/100ml或4.0g/100ml；所述干燥步骤中，温度为100℃-150℃，具体为100℃或125℃或150℃，时间为4小时-8小时，具体为2小时或4小时或6小时；所述步骤2)的焙烧是在如下条件下进行：以100℃/小时-200℃/小时或100℃/小时或150℃/小时或200℃/小时升至500℃-600℃或500℃或550℃或600℃，保持2小时-4小时或1小时或3小时或4小时；所述步骤2)中，浸渍具体可为将含有第VIII族金属元素的溶液均匀喷洒于步骤1)所得载体上。另外，上述本专利技术提供的非均相型催化剂在制备生物质油中的应用，也属于本专利技术的保护范围。本专利技术还提供了一种提高生物质油品质的方法，该方法包括以下步骤：在所述非均相催化剂存在的条件下，将微藻粉与水混合进行催化液化，得到处理后的生物质油，所述处理后的生物质油为如下1)-6)中任一所述：1)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含氮量减少；2)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含氢量减少；3)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含碳量减少；4)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含氧量增加；5)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含硫量降低；6)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，产量增加。所述未添加所述非均相催化剂得到的生物质油的制备方法与所述处理后的生物质油的制备方法相比，其区别仅在于未添加所述非均相催化剂。所述微藻粉为由微藻制成的粉；所述非均相催化剂的用量为微藻粉质量的5％-20％，具体可为10％。通过本专利技术的方法制备得到的催化剂对原料微藻粉进行水热液化反应，产物油质量有明显提升，催化效果较好。本专利技术所提供的催化液化生物质油的催化剂，在微藻水热液化制取生物质油的反应中，具有缓解反应条件，提高产物油产量和品质的优点。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。下述实施例中，所述步骤如无特别说明，均为在空气气氛中进行。实施例1、制备催化液化生物质油的催化剂1)将蒙脱石晒干，机械粉碎，用300目筛子过筛去砂除杂，得到200-300目的蒙脱石粉末。将蒸馏水加热至沸腾，向沸水中加入10g聚乙烯醇(PVA1788，平均聚合度为1700-1850)，搅拌使其完全溶解后，再加入750g蒙脱石粉末，蒙脱石粉末与聚乙烯醇(PVA1788，平均聚合度为1700-1850)的质量比为75：1，使蒙脱石粉末形成可塑性固体，然后通过挤压器，挤压成直径为1mm圆条形后，用氯化氢的体积分数为5％的盐酸水溶液浸泡4小时后，在200℃下烘干4小时，待温度降低至室温后，以200℃/小时升至900℃，保持2小时，得到载体。2)秤取硝酸镍43g，置于蒸馏水中进行搅拌，无不溶物为止，得到含有镍元素的溶液，以镍的氧化物计，该溶液中镍元素的浓度为2.0g/100ml。取步骤1)所得载体100g，用上述含有镍元素的溶液100ml均匀喷洒于其上，并不断翻转，摇匀，后置于100℃下干燥2小时，待温度降至室温后，以100℃/小时升温至500℃，保持2小时，得到本专利技术提供的非均相催化剂，编号为催化剂A。该非均相催化剂A由载体和氧化物组成；镍元素的氧化物负载在200-300目的载体蒙脱石粉末上。镍元素的氧化物占非均相催化剂的质量百分含量为2％。实施例2、制备催化液化生物质油的催化剂1、将蒙脱石晒干，机械粉碎，用300目筛子过筛去砂除杂，得到200-30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非均相催化剂，由载体和氧化物组成；所述氧化物负载在所述载体上；所述载体由粘土矿物粉末、粘接剂和水经挤压成型后酸化、烘干和焙烧而得；所述氧化物为镍元素的氧化物。

【技术特征摘要】
1.一种提高生物质油品质的方法，包括以下步骤：在非均相催化剂存在的条件下，将微藻粉与水混合进行催化液化，得到处理后的生物质油，所述处理后的生物质油为如下1)-6)中任一所述：
1)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含氮量减少；
2)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含氢量减少；
3)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含碳量减少；
4)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含氧量增加；
5)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，含硫量降低；
6)所述处理后的生物质油与未添加所述非均相催化剂得到的生物质油相比，产量增加；
所述非均相催化剂由载体和氧化物组成；
所述氧化物负载在所述载体上；
所述载体由粘土矿物粉末、粘接剂和水经挤压成型后酸化、烘干和焙烧而得；
所述粘土矿物粉末为蒙脱石粉末；
所述氧化物为镍元素的氧化物；
所述酸化是在如下条件下进行：用盐酸水溶液浸泡2小时-6小时；所述盐酸水溶液中氯化氢的体积分数为3％-10％。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述镍元素的氧化物占所述非均相催化剂的质量百分含量为2％-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景来，徐又同，刘琦宇，张慧，王一鹏，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：北京;11