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() 一种调控暴露生物质焦油微波重整适配型Co/C催化剂活性位点的方法及其应用技术_技高网
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一种调控暴露生物质焦油微波重整适配型Co/C催化剂活性位点的方法及其应用技术

技术编号:44088862 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-21 12:25
本发明专利技术公开了一种调控暴露生物质焦油微波重整适配型Co/C催化剂活性位点的方法及其应用,属于生物质能源清洁生产领域。本发明专利技术的油脱除用Co/C催化剂的制备方法,包括以下步骤:将2‑甲基咪唑、硝酸钴和有机配位化合物混合,反应,得到改性ZIF‑67悬浊液;固液分离,得到改性ZIF‑67纳米颗粒;对所述改性ZIF‑67纳米颗粒进行热处理,得到改性Co/C催化剂。本发明专利技术以有机配位化合物改性ZIF‑67作为牺牲模板热解制备Co/C催化剂,提供了一种用于焦油微波催化重整的高效催化剂的制备方法。通过合理选择有机配位化合物,可以优化催化剂形成过程中金属‑载体相互作用强度,调控暴露催化剂表面活性位点,有效提升催化剂在生物质焦油催化重整过程中的反应活性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物质能源清洁生产领域,更涉及生物质气化焦油催化转化,特别是涉及一种调控暴露生物质焦油微波重整适配型co/c催化剂活性位点的方法及其应用。


技术介绍

1、生物质能是能够直接替代化石能源的重要可再生能源,其在能源消耗领域的占比逐年增长。生物质气化是一种将生物质高效转化为可再生气化燃气的技术,极具经济价值与发展潜力。但焦油的产生是生物质气化的瓶颈,其不仅降低了气化效率,同时影响气化燃气下游应用。因此,高效脱除焦油技术的研发是生物质气化推广的关键。

2、焦油的微波催化重整被认为是解决焦油问题的关键技术。其可在微波效应下降低化学反应能垒,促进焦油转化化学反应,降低反应所需温度。同时产生的重整气体可提升生物质燃气的质量。然而,在微波催化重整过程中催化剂依然面临易积碳失活的问题。在有关将廉价生物炭催化剂应用于该技术的研究中,存在生物炭在微观形貌上难定向调控、活性金属位点暴露程度难以定向调控等问题,仍需对催化剂进行进一步优化。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于,提供一种调控暴露生物质焦油微波重整适配型co/c催化剂活性位点的方法及其应用,以解决
技术介绍
中的上述问题。本专利技术以有机配位化合物改性zif-67作为牺牲模板热解制备co/c催化剂,提供了一种用于焦油微波催化重整的高效催化剂的制备方法。通过合理选择有机配位化合物,可以优化催化剂形成过程中金属-载体相互作用强度,调控暴露催化剂表面活性位点,有效提升催化剂在生物质焦油催化重整过程中的反应活性和稳定性。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了如下技术方案:

3、本专利技术技术方案之一:提供一种焦油催化重整用co/c催化剂的制备方法,包括以下步骤:

4、将2-甲基咪唑、硝酸钴和有机配位化合物混合,反应,得到改性zif-67悬浊液;固液分离,得到改性zif-67纳米颗粒;

5、对所述改性zif-67纳米颗粒进行热处理,得到改性co/c催化剂。

6、优选地,所述有机配位化合物为十六烷基三甲基溴化铵或抗坏血酸。

7、优选地,所述2-甲基咪唑和硝酸钴的摩尔比为8:1;所述有机配位化合物与硝酸钴的摩尔比为1:8~12。

8、优选地,所述热处理的温度为600~800℃,升温速率为1~2℃/min,停留时间为2~3h,气氛为保护气氛。

9、优选地,所述热处理结束后还包含研磨步骤;所述研磨为研磨至过40~80目筛。

10、本专利技术技术方案之二:提供一种根据上述制备方法得到的焦油催化重整用co/c催化剂。

11、本专利技术技术方案之三:提供一种上述焦油催化重整用co/c催化剂在焦油微波催化重整领域的应用。

12、本专利技术技术方案之四:提供一种焦油微波催化蒸汽重整的方法,包括以下步骤:

13、将上述的焦油催化重整用co/c催化剂置于微波反应腔内形成催化床;

14、将水和焦油经蒸气发生器预热后随载气通入所述微波反应腔中,在微波加热条件下进行蒸汽重整反应。

15、优选地,所述水和焦油的水碳比为2:1,预热的温度为150℃,载气流速为50-100ml/min。

16、优选地,所述蒸汽重整反应的条件为:加热温度为400~500℃,焦油的气时空速为15000-20000ml/(h·gcat)。

17、硝酸钴与2-甲基咪唑的摩尔比为1:8,能够供给高浓度配体,有利于zif-67晶体成核;硝酸钴与有机配位化合物的摩尔比为8~12:1,可以部分控制晶体表面配合强度,利于后续热处理暴露活性位点。

18、本专利技术的有益技术效果如下:

19、本专利技术以有机配位化合物改性zif-67作为牺牲模板热解制备co/c催化剂,提供了一种用于焦油微波催化重整的高效催化剂的制备方法。通过合理选择有机配位化合物,可以对zif-67中co与2-甲基咪唑的配位形成竞争,部分改变晶体配位状态,从而优化催化剂形成过程中金属-载体相互作用强度,调控暴露催化剂表面活性位点,有效提升催化剂在生物质焦油催化重整过程中的反应活性和稳定性。

20、本专利技术的改性co/c-ct催化剂的还原性、碱性得到明显增强,可以在400℃的焦油微波蒸汽重整过程中将甲苯转化率从未改性的73.67%增加至96.66%。

21、本专利技术的改性co/c-ct催化剂还显著增强了催化剂的使用寿命,在500℃下6h的稳定性测试中甲苯转化率仅从99.67%降至94.04%,是未改性co/c使用寿命的3.63倍。

22、本专利技术的催化剂表面暴露的钴金属纳米颗粒在反应过程中以coo(111)形态作为氧载体存在,能够以化学链蒸汽重整反应的形式结合微波活化极性分子产生活性自由基,极大减少了反应过程催化剂积碳,从而保持了催化剂高活性,为焦油蒸汽重整过程的催化效果起到了决定性作用。

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【技术保护点】

1.一种焦油催化重整用Co/C催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述有机配位化合物为十六烷基三甲基溴化铵或抗坏血酸。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述2-甲基咪唑和硝酸钴的摩尔比为8:1;所述有机配位化合物与硝酸钴的摩尔比为1:8~12。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热处理的温度为600~800℃,升温速率为1~2℃/min,停留时间为2~3h,气氛为保护气氛。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热处理结束后还包含研磨步骤;所述研磨为研磨至过40~80目筛。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述制备方法得到的焦油催化重整用Co/C催化剂。

7.一种权利要求6所述的焦油催化重整用Co/C催化剂在焦油微波催化重整领域的应用。

8.一种焦油微波催化蒸汽重整的方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述水和焦油的水碳比为2:1,预热的温度为150℃,载气流速为50-100mL/min。

10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述蒸汽重整反应的条件为:加热温度为400~500℃,焦油的气时空速为15000-20000mL/(h·gcat)。

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【技术特征摘要】

1.一种焦油催化重整用co/c催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述有机配位化合物为十六烷基三甲基溴化铵或抗坏血酸。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述2-甲基咪唑和硝酸钴的摩尔比为8:1;所述有机配位化合物与硝酸钴的摩尔比为1:8~12。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热处理的温度为600~800℃,升温速率为1~2℃/min,停留时间为2~3h,气氛为保护气氛。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热处理结束后还包含研磨步骤;所述研磨为研磨...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜蓓蓓车悦驰薛紫薇陈冠益李健
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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