[發(fā)明專利]一種微波熱解催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811022722.1
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN109126827A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 周軍;吳雷;梁坤;侯治威;張秋利;宋永輝;邢相棟;田宇紅;蘭新哲
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B01J27/051
• 分類號: B01J27/051;B01J23/75;B01J35/10;B01J37/02;B01J37/34;C10G1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發(fā)明公開一種微波熱解催化劑及其制備方法，微波熱解催化劑由催化組分和吸波組分制成；催化組分和吸波組分分別占總催化劑質(zhì)量的5％～10％和90％～95％，催化組分為A_nB_m型金屬混合物，吸波組分為活化后的蘭炭末。其中，催化組分粒徑在0.2μm～0.5μm，吸波組分粒徑小于76μm。催化組分中，A是鐵、銅、鈷、鎳和鉬中的一種或幾種，B是氧和硫中的一種或兩種。本發(fā)明以活化后的蘭炭為載體，通過超聲浸漬法負載提高焦油收率和質(zhì)量的金屬化合物制備的廉價微波熱解催化劑，不僅能有效地提高焦油收率和質(zhì)量，大大降低催化劑成本，不引入過多雜質(zhì)，而且擴大了蘭炭末的利用途徑，對我國的蘭炭產(chǎn)業(yè)技術進步和現(xiàn)有煤炭資源分級、高效、清潔利用具有重要的意義。

技術領域

本發(fā)明涉及微波催化技術領域，具體涉及一種以活化后的蘭炭末為載體，負載提升焦油收率的活性催化組分的新型廉價微波熱解催化劑及其制備方法。

背景技術

微波熱解具有獨特的熱傳導規(guī)律，整體內(nèi)外加熱均勻，升溫速率快等優(yōu)勢，與常規(guī)熱解相比，微波熱解可利用微波具有快速、均勻和選擇加熱的特點，對生物質(zhì)、污泥、煤炭、油泥和油頁巖等材料進行熱解，能夠提高熱解效率，增加熱解產(chǎn)物收率和提升產(chǎn)品質(zhì)量。目前在微波熱解時也會加入催化劑來增加熱解產(chǎn)物收率和提升產(chǎn)品質(zhì)量，但現(xiàn)有的微波熱解催化劑存在以下問題：催化劑分布不均勻，不能充分發(fā)揮催化效果；催化劑添加量較大導致固體產(chǎn)物引入過多雜質(zhì)以及催化熱解成本過高；催化劑在微波場中吸波性能較弱，升溫較慢，影響催化熱解效率。基于以上催化微波熱解存在的問題，開發(fā)一種高效微波熱解催化劑是本領域技術人員研究的重要方向之一，也是實現(xiàn)微波熱解工業(yè)化所急需解決的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容

為擴大蘭炭末的利用和提高微波熱解焦油收率和質(zhì)量，本發(fā)明提供了一種微波熱解催化劑及其制備方法。

本發(fā)明采用如下技術方案：

一種微波熱解催化劑，以質(zhì)量百分數(shù)計，由以下原料制成：

5％～10％的催化組分，催化組分為A_nB_m型金屬混合物，n和m均取正整數(shù)；

90％～95％的吸波組分，吸波組分為活化后的蘭炭末。

所述A_nB_m型金屬混合物中，A是鐵、銅、鈷、鎳和鉬中的一種或幾種，B是氧和硫中的一種或兩種。

吸波組分為經(jīng)物理活化后的蘭炭末，物理活化的條件為：活化氣體為空氣、水蒸氣或CO₂，活化氣體的流量為100mL/min～200mL/min；物理活化過程的升溫速率為10℃/min～30℃/min，終溫為800℃；物理活化的時間為90min～120min。

所述A_nB_m型金屬混合物顆粒粒徑在0.05μm～0.5μm，活化后的蘭炭末顆粒粒徑小于76μm。

一種制備上述微波熱解催化劑的方法，包括如下步驟：

步驟一，將活化后的蘭炭末加入到去離子水中，進行震蕩，得到混合液B；

步驟二，將A_nB_m型金屬混合物加入混合液B中，進行超聲，得到混合液C；

步驟三，加熱煮沸混合液C，直至混合液C中水分蒸干，再在真空條件下干燥，所的產(chǎn)物為微波熱解催化劑。

在保護氣氛條件下，在球磨機中依次加入A_nB_m型金屬混合物的各組分，進行球磨，得到A_nB_m型金屬混合物。