[發(fā)明專利]塊狀無負(fù)載納米晶鎳材料對松子殼熱解生物油催化改性的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410186149.3
• 申請日: 2014-04-26
• 公開（公告）號: CN103952242A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦麗元;蔣恩臣;孫焱;李爽
• 申請（專利權(quán)）人: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C11C3/00
• 分類號: C11C3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物油改性技術(shù)，主要涉及一種采用塊狀無負(fù)載納米晶鎳材料對松子殼熱解生物油催化改性應(yīng)用及方法。

背景技術(shù)

生物油是生物質(zhì)資源的重要利用形式之一，因?yàn)楸阌谶\(yùn)輸、利于儲藏和能量密度高等特點(diǎn)，具有很好的開發(fā)潛力。但是其本身含氧量高、粘度大和穩(wěn)定性差等特性則影響了其進(jìn)一步利用。生物油的主要物理特性：水分含量較高(平均可達(dá)到40％)，pH值較低，黏度變化范圍較大，并且油品中因含氧量很高而極不穩(wěn)定。目前改性處理是提高生物油品質(zhì)較為有效的方式之一，加氫脫氧也成為生物油改性的主要目標(biāo)。

現(xiàn)階段生物油催化改性多使用沸石分子篩催化劑，然而沸石催化劑存在容易積碳，催化性能不穩(wěn)定等問題，而其他傳統(tǒng)催化劑在生物油改性方面也表現(xiàn)出催化活性較低，催化效果較差的缺點(diǎn)。因此開發(fā)一種催化性能高，使用壽命長的優(yōu)質(zhì)催化劑具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，研發(fā)出采用塊狀無負(fù)載納米晶鎳材料對松子殼熱解生物油催化改性應(yīng)用及方法。達(dá)到催化劑活性較高、催化效果好、催化性能穩(wěn)定、使用壽命長、催化方法簡單易行的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

塊狀無負(fù)載納米晶鎳材料做為催化劑用于對松子殼熱解生物油催化改性。

上述塊狀納米晶鎳材料對松子殼熱解生物油催化改性的方法是：

(1)先將表面粒徑為16-89nm的納米晶鎳塊在去離子水水中浸泡2.5-3h，然后用酒精度為95％以上的酒精沖洗3次，通過風(fēng)機(jī)在30s的時間內(nèi)快速吹干；

(2)將步驟1中得到的納米晶鎳塊置于催化床層中，溫度控制在300-400℃，采用注射泵將松子殼熱解生物油泵入到催化床內(nèi)，質(zhì)量空速為3-4h^-1，松子殼熱解生物油受熱氣化，隨載氣通過催化床層進(jìn)入冷凝裝置內(nèi)冷凝，收集，得到松子殼熱解生物油的改性生物油。

本發(fā)明采用現(xiàn)有的塊狀納米晶鎳材料做為松子殼熱解生物油改性催化劑，開創(chuàng)了納米晶鎳材料在生物油技術(shù)領(lǐng)域中的新用途，且納米晶鎳材料催化劑易得，使用方便，催化反應(yīng)溫和，催化劑性質(zhì)穩(wěn)定，可長時間使用，催化劑催化活性高，熱解生物油改性效果好。

附圖說明

圖1熱解生物油改性前后惡性組分變化

圖2熱解生物油改性前后良性組分變化

圖3(a)是塊狀納米晶鎳催化熱解生物油模擬物甲苯壽命試驗(yàn)

圖3(b)是塊狀納米晶鎳催化熱解生物油模擬物愈創(chuàng)木酚壽命試驗(yàn)

圖4催化反應(yīng)前后納米晶鎳1000倍SEM圖

圖5催化反應(yīng)前后納米晶鎳2000倍SEM圖

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

納米晶鎳塊的制取：稱取試劑硫酸鎳280g，氯化鎳27g，硼酸35g，糖精0.1-1g，溶于1L去離子水中得到改良watts鍍液備用；將低碳鋼板在離子水中浸泡3h，再用95％的乙醇溶液反復(fù)沖洗3次，然后浸漬于已配好的warrs鍍液中，在反應(yīng)溫度為50℃，電流密度為2.5A/dm²，pH為5.0的條件下，采用直流電沉積的方法電鍍12h，電鍍完成后通過整體剝離的方法將鍍層從低碳鋼板上脫離下來，得到表面粒徑為16-89nm的納米晶鎳塊。

將塊狀無負(fù)載納米晶鎳材料作為催化劑用于對松子殼熱解生物油催化改性。

所述納米晶鎳材料對松子殼熱解生物油催化改性方法是：

(1)先將表面粒徑為21nm的納米晶鎳塊在去離子水水中浸泡3h，然后用酒精度為95％以上的酒精沖洗3次，通過風(fēng)機(jī)在30s的時間內(nèi)快速吹干；

(2)將步驟1中得到的納米晶鎳塊置于催化床層中，溫度控制在400℃，采用注射泵將松子殼熱解生物油泵入到催化床內(nèi)，質(zhì)量空速為4h^-1，松子殼熱解生物油受熱氣化，隨載氣通過催化床層進(jìn)入冷凝裝置內(nèi)冷凝，收集，得到松子殼熱解生物油的改性生物油。

改性結(jié)果如表1所示，其中改性后得率上升5％，而生物油黏度下降約11倍，而pH值上升到5.2，表明熱解生物油酸性大幅減弱，而熱值上升約38％。由此可以看出熱解生物油的性質(zhì)得到很大程度的改善。

表1改性生物油性質(zhì)變化

本發(fā)明技術(shù)效果：