用于生物油在线提质的铁基复合催化剂及制备和应用方法与流程

文档序号:12327384阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于生物油在线提质的铁基复合催化剂,其特征在于,所述催化剂以Mg(Al)O为载体,以Fe作为蒸气转化主活性组分,CaO作为助催化剂组分及载体,各组分的质量百分含量为:Fe为10%-30%,CaO为25%-48%,Mg(Al)O为40%-48%。

2.根据权利要求1所述的用于生物油在线提质的铁基复合催化剂,其特征在于,所述活性组分Fe高度分散在载体中,其粒径控制在5-10nm。

3.根据权利要求1所述的用于生物油在线提质的铁基复合催化剂,其特征在于,该催化剂是用如下步骤制备的:

(a)水滑石前体制备:将Ca(NO3)2∙6H2O、Mg(NO3)2∙6H2O、Al(NO3)2∙9H2O、Fe(NO3)3∙9H2O溶于去离子水中配成浓度为[Mg2+]+[Ca2+]+[Fe3+]+[Al3+]=1~1.6M的混合盐溶液;另配制浓度为2 mol/L的NaOH溶液作为沉淀剂;在连续强力搅拌条件下,缓慢的将上述配好的混合盐溶液连续滴加至碱溶液中,并控制最终溶液pH值在10.5~12,滴加完毕后形成悬浮液;在室温条件下晶化24h,将所得沉淀溶液离心、洗涤至上清液pH为7,于100℃下干燥12h后研磨得到层板含有Fe、Ca、Mg、Al元素的水滑石单一前驱体;

(b)煅烧还原:称取一定量步骤(a)得到的水滑石单一前驱体置于管式气氛炉中,在还原气氛中、温度为500℃~800℃条件下煅烧2h~6h,自然降温至室温,得到Fe基复合催化剂。

4.一种利用铁基复合催化剂在线提质生物油的方法,其特征在于,以Fe/CaO/Mg(Al)O为催化剂,以木粉为生物质原料,将生物质与催化剂装填在反应器中进行快速热解,生物质热解产生的蒸气直接在催化剂表面进行催化裂解,获得提质后的生物油蒸气,最后对提质后的生物油蒸气进行GC/MS在线组分及含量分析。

5.根据权利要求4所述的利用铁基复合催化剂在线提质生物油的方法,其特征在于,所述反应器为裂解-气相色谱质谱联用装置。

6.根据权利要求4所述的利用铁基复合催化剂在线提质生物油的方法,其特征在于,所述热解反应温度为550-700℃,停留时间为25s,催化剂与生物质用量之质量比为10-20。

7.根据权利要求4所述的利用铁基复合催化剂在线提质生物油的方法,其特征在于,所述催化剂装载于生物质原料的一端或两端。

8.一种用于生物油在线提质的铁基复合催化剂的制备方法,其特征在于,它包括如下步骤:

(a)水滑石前体制备:将Ca(NO3)2∙6H2O、Mg(NO3)2∙6H2O、Al(NO3)2∙9H2O、Fe(NO3)3∙9H2O溶于去离子水中配成浓度为[Mg2+]+[Ca2+]+[Fe3+]+[Al3+]=1~1.6M的混合盐溶液;另配制浓度为2 mol/L的NaOH溶液作为沉淀剂;在连续强力搅拌条件下,缓慢的将上述配好的混合盐溶液连续滴加至碱溶液中,并控制最终溶液pH值在10.5~12,滴加完毕后形成悬浮液;在室温条件下晶化24h,将所得沉淀溶液离心、洗涤至上清液pH为7,于100℃下干燥12h后研磨得到层板含有Fe、Ca、Mg、Al元素的水滑石单一前驱体;

(b)煅烧还原:称取一定量步骤(a)得到的水滑石单一前驱体置于管式气氛炉中,在还原气氛中、温度为500℃~800℃条件下煅烧2h~6h,自然降温至室温,得到Fe基复合催化剂。

9.根据权利要求8所述的用于生物油在线提质的铁基复合催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(a)中混合盐溶液中(Mg2++Ca2+)/(Fe3++Al3+)摩尔比为(1~4):1;Mg2+:Ca2+:Fe3+:Al3+摩尔比为 1:1:1:1或2:2:1:1或3:3:1:1或4:4:1:1。

10.根据权利要求8所述的用于生物油在线提质的铁基复合催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(b)中所述还原气氛为氢气或者还原气氛为氢气与氮气或氩气的混合气,其中氢气在混合气体中体积百分数为10%。

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