乳液、其应用、以及利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备乳液的方法技术

本发明专利技术属于生物质能利用相关技术领域，具体涉及一种Pickering乳液、其应用、以及利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法。本发明专利技术通过将改性纳米颗粒作为固体乳化剂，对非均相生物质热解油进行超声乳化制备液滴颗粒均一的Pickering乳液，使得生物质利用效率大幅提升、增加生物质热解油稳定性，同时为生物质热解油提质技术的开发提供更理想的预处理方式。预处理方式。预处理方式。

【技术实现步骤摘要】
乳液、其应用、以及利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备乳液的方法


[0001]本专利技术属于生物质能利用相关
，具体涉及一种Pickering乳液、其应用、以及利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法。

技术介绍

[0002]在各类新能源中，生物质能是唯一含碳可再生能源，由于其具有低硫、低氮以及碳中性的特点，在缓解能源与环境挑战方面具有巨大潜力。中国是传统农林业和固废垃圾生产大国，可利用的生物质资源丰富，但由于其储运难、成本高、利用效益低等缺点，导致生物质难以处理，造成严重的资源浪费和环境污染。因此，生物质的高效、清洁、低成本资源化利用技术迫在眉睫。
[0003]目前生物质利用普遍采用热化学法，而热解是所有热化学转化方法的第一步。生物质热解所得三态产品中，热解油由于其成分复杂、极性差异大、化学稳定性差等原因，难以高效利用。现有研究针对非混两相体系提出了一系列强化方法，如添加具有两亲性(亲水亲油性)的相转移剂、传统表面活性剂、高分子负载催化剂等，混合形成稳定均匀的乳液体系，进而增加油水两相体系传质速率，提高催化反应效率。但这些两亲性的溶剂成本高，而且由于体系互溶，不利于产品分离、纯化以及催化剂的回收再利用，极大地限制了以上技术的发展和应用。针对以上问题，以具有催化活性的固体颗粒稳定Pickering乳液界面催化体系正被越来越多的研究者关注。基于此，本专利技术将改性纳米颗粒作为固体乳化剂，利用改性后纳米颗粒的两亲性特质，通过超声乳化的方式将非均相生物质热解油转化为液滴颗粒均一化的Pickering乳液，不仅大幅提升了生物质的利用效率、增加生物质热解油稳定性，同时为生物质热解油提质技术的开发提供更理想的预处理方式。综上所述，本专利技术提出一种利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种Pickering乳液、其应用、以及利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法。
[0005]本专利技术所提供的技术方案如下：
[0006]一种利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法，包括以下步骤：
[0007]1)获取生物质热解油；
[0008]2)将步骤1)得到的所述生物质热解油分离为生物质热解油水溶性组分和生物质热解油非水溶性组分；
[0009]3)对纳米颗粒进行改性，得到具有两亲性的固体乳化剂；
[0010]4)将步骤2)得到的所述生物质热解油水溶性组分、所述生物质热解油非水溶性组分和所述固体乳化剂进行混合，然后在经过超声均质乳化后静置保存，得到生物质热解油Pickering乳液。
[0011]上述技术方案通过将改性纳米颗粒作为固体乳化剂，对非均相生物质热解油进行超声乳化制备液滴颗粒均一的Pickering乳液，使得生物质利用效率大幅提升、增加生物质热解油稳定性，同时为生物质热解油提质技术的开发提供更理想的预处理方式。
[0012]具体的，步骤1)中，采用高温热解生物质制备得到生物质热解油，其中：
[0013]所述生物质为木质纤维素生物质、固废生物质或污泥生物质；
[0014]所述生物质的高温热解的温度为600℃
‑
800℃；
[0015]所述热解为快速热解，升温速率不小于50℃/s。
[0016]具体的，步骤2)中，将去离子水与步骤1)得到的所述生物质热解油以重量比为(5
‑
15):1的比例超声混合，得到生物质热解油水混合液，使用水系滤膜抽滤所述生物质热解油水混合液，抽滤后将滤纸上残留的膏状物质在55
‑
65℃下真空干燥4
‑
6h，制得所述生物质热解油非水溶性组分。
[0017]具体的，步骤2)中，使用水系滤膜抽滤步骤1)得到的所述生物质热解油，得到的滤液即为所述生物质热解油水溶性组分。
[0018]上述技术方案中，不直接对生物质热解油进行Pickering乳液的制备，而采取从生物质热解油中分别分离出生物质热解油非水溶性组分和生物质热解油水溶性组分，然后添加固体乳化剂进行乳化，原因在于：不同生物质制得的生物质热解油中水溶性组分和非水溶性组分含量不均，通过去离子水分离可以有效获得不同生物质热解油的水溶性组分和非水溶性组分，从而获得两组分确定比例的调制生物质热解油，便于精确控制固体乳化剂使用量以制得稳定的生物质热解油乳液。
[0019]具体的，步骤3)中，所述纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米石墨粉或纳米粘土，颗粒粒径均小于500nm。
[0020]具体的：使用偶联剂改性或胺类化合物改性纳米二氧化硅，得到固体乳化剂；
[0021]或者，使用Hummers法、Brodie法或Staudenmaier法制备氧化石墨烯，得到固体乳化剂；
[0022]或者，使用硅烷偶联剂改性纳米粘土，得到固体乳化剂。
[0023]具体的，在步骤4)中：
[0024]所述生物质热解油水溶性组分与所述生物质热解油水不溶性组分以(1
‑
1.5):1的比例混合，制得配制生物质热解油。
[0025]具体的，将质量比例为0.1wt.％
‑
2wt.％的所述固体乳化剂加入至所述配制生物质热解油中，搅拌混合均匀。
[0026]具体的，在步骤4)中：所述超声均质乳化时间范围在5
‑
10min内。
[0027]本专利技术还提供了根据上述方法制备得到的Pickering乳液。
[0028]本专利技术所得到的Pickering乳液具有稳定性强、储存时间长、抗振动、抗老化等优点。具体的，可以存放一个月以上而不分层。
[0029]本专利技术还提供了上述Pickering乳液的应用，作为储存或运输用生物质热解油Pickering乳液。
[0030]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
[0031]1.本专利技术将改性纳米颗粒作为生物质热解油的固体乳化剂，通过超声乳化的方式
将非均相生物质热解油转化为液滴颗粒均一化的Pickering乳液，使得生物质热解油能够稳定储存，提升乳液界面催化活性，大幅提升生物质热解油的利用效率；
[0032]2.本专利技术中所制备得到的生物质热解油Pickering乳液可以有效增加生物质热解油的稳定性，提高生物质热解油的保存时限，提升生物质热解油运输储存的便携性；
[0033]3.本专利技术制得液滴颗粒均一的生物质热解油Pickering乳液，解决了生物质热解油提质过程中两相体系传质速率差的问题，为生物质热解油提质开发技术提供更卓越的预处理方式。
附图说明
[0034]图1是按照本专利技术的优选实施例1所构建利用氧化石墨烯、生物质热解油制备所得Pickering乳液的光学显微镜图像，具有液滴粒径小，均匀分布等优点。
[0035]图2是按照本专利技术的优选实施例2利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取生物质热解油；2)将步骤1)得到的所述生物质热解油分离为生物质热解油水溶性组分和生物质热解油非水溶性组分；3)对纳米颗粒进行改性，得到具有两亲性的固体乳化剂；4)将步骤2)得到的所述生物质热解油水溶性组分、所述生物质热解油非水溶性组分和所述固体乳化剂进行混合，然后在经过超声均质乳化后静置保存，得到生物质热解油Pickering乳液。2.根据权利要求1所述的利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法，其特征在于，步骤1)中，采用高温热解生物质制备得到生物质热解油，其中：所述生物质为木质纤维素生物质、固废生物质或污泥生物质；所述生物质的高温热解的温度为600℃
‑
800℃；所述热解为快速热解，升温速率不小于50℃/s。3.根据权利要求1所述的利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法，其特征在于，步骤2)中，将去离子水与步骤1)得到的所述生物质热解油以质量比为(5
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15):1的比例超声混合，得到生物质热解油水混合液，使用水系滤膜抽滤所述生物质热解油水混合液，抽滤后将滤纸上残留的膏状物质在55
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65℃下真空干燥4
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6h，制得所述生物质热解油非水溶性组分。4.根据权利要求1所述的利用纳米颗粒乳化生物质热解油制备Pickering乳液的方法，其特征在于，步骤2)中，使用水系滤膜抽滤步骤1)得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：江龙，熊依旻，汪一，杜宽，薛祥，汪雪棚，向军，胡松，苏胜，徐俊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：