System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于生物油提质的催化剂制备方法技术_技高网

一种用于生物油提质的催化剂制备方法技术

技术编号:42461649 阅读:25 留言:0更新日期:2024-08-21 12:49
本发明专利技术提供一种用于生物油提质的催化剂的制备方法。首先将含有铝、镁、铁、钙中一种或两种以上元素的原料为催化剂载体;将硝酸铈、硝酸锰中的一种或两种混合配置成金属盐溶液;将高锰酸钾配置成高锰酸钾溶液;然后将催化剂载体浸渍到金属盐溶液中,得到金属盐溶液与催化剂载体混合的悬浊液;接着将高锰酸钾溶液添加到悬浊液中,得到催化剂悬浊液。最后将催化剂悬浊液抽滤并用去离子水洗涤固体颗粒至滤液中无高锰酸钾存在,将固体颗粒干燥得到用于生物油提质的催化剂。本发明专利技术的制备过程不需要高温煅烧,降低了催化剂生产过程的能耗,避免了高温煅烧可能导致的催化剂表明活性金属团聚烧结和催化剂载体孔道结构改变的缺点,适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工,具体涉及一种用于生物油提质的催化剂制备方法


技术介绍

1、化石能源日益减少,且对其利用带来了严重环境污染问题。作为自然界唯一可再生碳源,生物质快速热解得到的生物油不仅可以作为液体燃料利用,而且富含多种高价值化学品。但生物质快速热解生物油含有大量含氧化合物,导致生物油的热值低、酸性高和腐蚀性等缺点,限制了生物油的利用,需要对生物油脱氧提质。

2、专利cn116622399a公开了一种利用两种不同催化作用的催化剂对生物油分级提质制取富烃生物油的方法,具体包括将生物质热解得到的挥发分经过第一级提质催化剂的催化作用促进其中小分子含氧化合物的酮基化和醛醇缩合等反应,将小分子含氧化合物转化为酮类化合物并富集酮类等烃池分子;将第一级提质后的气态产物在第二级提质催化剂作用下进一步发生脱氧和重整,将烃池分子转化为烃类化合物。该方法通过第一级提质将生物质热解挥发分中的羧酸类、酯类、醛类及醇类等小分子含氧化合物转化为后续可被第二级提质进一步转化的酮类化合物。酮类化合物可进入最终产品生物油中,在提高生物油品质的同时也兼顾了生物油的产率。

3、将生物质热解挥发分中的小分子含氧化合物转化为酮类化合物并富集其中的烃池分子需要性能良好且成本低廉的催化剂。o.d.mante发表在green chemistry 2015年第17卷第4期2362-2368页名为“catalytic conversion of biomass pyrolysis vaporsinto hydrocarbon fuel precursors”的文章,以及bert boekaerts发表在appliedcatalysis b:environmental 2021年第283卷119607页名为“catalytic advancements incarboxylic acid ketonization and its perspectives on biomass valorisation”的文章都指出金属氧化物催化剂具有良好的将生物质热解挥发分中小分子含氧化合物转化为酮类化合物的催化活性,且在各种纯金属氧化物催化剂中,氧化铈催化得到的产物中酮类化合物的收率最高。osamu nagashima发表在journal of molecular catalysis a:chemical 2005年第22卷第1期231-239页名为“ketonization of carboxylic acids overceo2-based composite oxides”的文章指出氧化铈和氧化锰复合催化剂具有比纯氧化铈更好的催化丙酸转化为酮类化合物的活性。

4、以上用于将生物质热解挥发分中小分子含氧化合物转化为酮类化合物的催化剂均需要在400-1200℃煅烧才能得到催化剂产品。高温煅烧会导致活性金属在载体表面烧结,改变催化剂孔道结构,降低催化剂的活性,同时高温煅烧会增加催化剂生产的能耗,不利于催化剂大规模工业化利用。


技术实现思路

1、本专利技术针对上述将生物质热解挥发分中小分子含氧化合物转化为酮类化合物并富集烃池分子的催化剂需要高温煅烧才能得到催化剂产品的问题,提供了一种制备方法简单且催化活性良好的生物油提质催化剂制备方法。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、一种用于生物油提质的催化剂制备方法,包括如下步骤:

4、(1)将含有铝、镁、铁、钙中一种或两种以上元素的原料作为催化剂载体;

5、(2)将硝酸铈、硝酸锰中的一种或两种混合,溶解于去离子水中,配置成金属盐溶液;

6、(3)将高锰酸钾溶解于去离子水中,配置成高锰酸钾溶液;

7、(4)在常温下将步骤(1)中的催化剂载体浸渍到步骤(2)中的金属盐溶液中,浸渍时间大于6h,得到金属盐溶液与催化剂载体混合的悬浊液;

8、(5)在常温下将步骤(3)中的高锰酸钾溶液添加到步骤(4)得到的悬浊液中,得到催化剂悬浊液;

9、(6)将步骤(5)中得到的催化剂悬浊液抽滤并用去离子水洗涤固体颗粒至滤液中无高锰酸钾存在,将得到的固体在105-150℃干燥4-24h,即得到用于生物油提质的催化剂。

10、所述步骤(1)中,含有铝、镁、铁、钙中一种或两种以上元素的原料,为氧化铝、橄榄石、赤铁矿、白云石、炼钢造渣剂等的一种或两种以上混合。

11、所述步骤(1)中,催化剂载体的粒径为0.1-5mm。

12、所述步骤(2)中,金属盐溶液中硝酸铈的质量分数为0-40%,硝酸锰的质量分数为0-40%,但二者质量分数不能同时为0。

13、所述步骤(3)中,高锰酸钾溶液中高锰酸钾的总物质的量与所述步骤(2)得到的金属盐溶液中金属离子的总物质的量比为0.7-1。

14、所述步骤(4)中,采用等体积浸渍法将催化剂载体浸渍到金属盐溶液中。

15、本专利技术的原理是:高锰酸钾可在常温下与负载在催化剂上的ce3+或mn2+离子发生氧化还原反应,反应产物为氧化铈或氧化锰,还有硝酸钾。氧化铈和氧化锰不溶于水,可以负载在催化剂表面作为活性金属,硝酸钾溶解在水中,可通过过滤和洗涤催化剂除去,最终得到催化剂产品。

16、本专利技术的有益效果是:催化剂制备过程不需要高温煅烧,仅需在105-150℃对催化剂进行干燥即可得到具备高活性的催化剂产品,降低了催化剂生产过程的能耗,避免了高温煅烧可能导致的催化剂表面活性金属团聚烧结和催化剂载体孔道结构改变的缺点,适用于工业化生产。

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【技术保护点】

1.一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述的原料为氧化铝、橄榄石、赤铁矿、白云石、炼钢造渣剂中的一种或两种以上混合。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,催化剂载体的粒径为0.1-5mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,金属盐溶液中硝酸铈的质量分数为0-40%,硝酸锰的质量分数为0-40%,但二者质量分数不能同时为0。

5.根据权利要求3所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,金属盐溶液中硝酸铈的质量分数为0-40%,硝酸锰的质量分数为0-40%,但二者质量分数不能同时为0。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,高锰酸钾溶液中高锰酸钾的总物质的量与所述步骤(2)得到的金属盐溶液中金属离子的总物质的量比为0.7-1。

7.根据权利要求3所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,高锰酸钾溶液中高锰酸钾的总物质的量与所述步骤(2)得到的金属盐溶液中金属离子的总物质的量比为0.7-1。

8.根据权利要求4所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,高锰酸钾溶液中高锰酸钾的总物质的量与所述步骤(2)得到的金属盐溶液中金属离子的总物质的量比为0.7-1。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,采用等体积浸渍法将催化剂载体浸渍到金属盐溶液中。

10.根据权利要求3所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中,采用等体积浸渍法将催化剂载体浸渍到金属盐溶液中。

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【技术特征摘要】

1.一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述的原料为氧化铝、橄榄石、赤铁矿、白云石、炼钢造渣剂中的一种或两种以上混合。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,催化剂载体的粒径为0.1-5mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,金属盐溶液中硝酸铈的质量分数为0-40%,硝酸锰的质量分数为0-40%,但二者质量分数不能同时为0。

5.根据权利要求3所述的一种用于生物油提质的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,金属盐溶液中硝酸铈的质量分数为0-40%,硝酸锰的质量分数为0-40%,但二者质量分数不能同时为0。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于生物油提质的催化剂制备...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐绍平黄凯强
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

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