[發明專利]熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法

有效

• 申請號: 202210050797.0
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114350400B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王紹慶;李志合;易維明;萬震;柏雪源;李永軍
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J29/03;C10G1/00;C10B53/02
• 代理公司: 淄博市眾朗知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37316
• 代理人: 程強強

1.一種熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：由以下步驟組成：

（1）將金屬碳酸鹽單體或金屬氯化鹽單體高溫熔解，制備得到熔融碳酸鹽或熔融氯化鹽；

（2）通過等體積浸漬法制備金屬改性的微孔分子篩，然后包覆有序介孔殼層制備得到具有介-微孔結構的負載型多級孔分子篩；

（3）在熱解-提質反應器上，于氮氣氣氛下，將廢棄木質素與熔融碳酸鹽或熔融氯化鹽混合置于熱解反應器中，將具有介-微孔結構的負載型多級孔分子篩置于提質反應器中，廢棄木質素于熱解反應器中熱解得到預調質熱解氣和生物炭，預調質熱解氣于提質反應器中提質制取芳烴；

其中：步驟（1）中所述的熔融碳酸鹽是將金屬碳酸鹽單體Li₂CO₃、Na₂CO₃以及K₂CO₃按照3:3:4的質量比于600~700°C進行高溫熔解2~4h，制備得到熔融碳酸鹽Li₂CO₃-Na₂CO₃-K₂CO₃；所述的熔融氯化鹽是將金屬氯化鹽單體LiCl、NaCl以及KCl按照3:3:4的質量比于600~700°C進行高溫熔解2~4h，制備得到熔融氯化鹽LiCl-NaCl-KCl。

2.根據權利要求1所述的熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：步驟（2）中通過等體積浸漬法將一定量的微孔分子篩置于質量分數為0.1-10wt%的金屬鹽溶液中改性12-24h，然后在空氣干燥箱于100~120°C干燥12~24h，最后將固體粉末轉移至馬弗爐于500~700°C焙燒4~6h，制得金屬改性的微孔分子篩。

3.根據權利要求2所述的熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：所述的微孔分子篩為HZSM-5，金屬鹽為硝酸鎵、硝酸鐵、鉬酸鋅或硝酸銅中的一種。

4.根據權利要求1所述的熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：步驟（2）中所述的包覆有序介孔殼層是包覆SBA-15型介孔殼層：將介孔模板劑置于鹽酸中溶解，然后依次加入金屬改性的微孔分子篩和硅源，攪拌均勻，制備得到凝膠液，將凝膠液轉至帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼晶化釜中，于100-180°C晶化24-96h，經離心、去離子水洗滌、干燥和焙燒，制得具有介-微孔結構的負載型多級孔分子篩。

5.根據權利要求4所述的熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：步驟（2）中所述的介孔模板劑為三嵌段共聚物P123或三嵌段共聚物F127中的一種；所述的硅源是正硅酸四乙酯、硅酸鈉、水玻璃或硅凝膠中的一種。

6.根據權利要求4所述的熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：步驟（2）中所述的鹽酸的濃度為1~2mol/L，介孔模板劑與鹽酸的質量體積比為1:?35~1:50g/ml，硅源與金屬改性的微孔分子篩的質量比為0.5~3；

步驟（2）中干燥溫度為100~120°C，干燥時間為12~24h；

步驟（2）中焙燒溫度為500~650°C。

7.根據權利要求1所述的熔融鹽輔助廢棄木質素熱解協同負載型多級孔分子篩提質制取芳烴和生物炭的方法，其特征在于：步驟（3）中廢棄木質素衍自于紙漿工程或生物乙醇工程的工業廢渣。