[發明專利]一種木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法在審
| 申請號： | 202010864203.0 | 申請日： | 2020-08-25 |
| 公開（公告）號： | CN114107405A | 公開（公告）日： | 2022-03-01 |
| 發明（設計）人： | 楊改秀;李連華;孫永明;甄峰;李穎;邢濤;袁振宏;王忠銘 | 申請（專利權）人： | 中國科學院廣州能源研究所 |
| 主分類號： | C12P7/40 | 分類號： | C12P7/40;C01B32/05 |
| 代理公司： | 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001 | 代理人： | 陳潔娣;莫瑤江 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 木質 纖維素 生物 聯產 富氮炭基氧 還原 催化劑 方法 | ||
1.一種木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將木質纖維素類生物質在水熱反應釜中進行預處理；
S2：將步驟S1中預處理后的物料轉移至產酸反應器中，加入接種物，調節pH，運行一段時間后進行固液分離，收集的液體部分富含揮發性有機酸；
S3：將步驟S2中收集的固體部分干燥后在惰性氣氛下，進行富氮熱解反應，得到氮摻雜生物炭；
S4：將步驟S3中得到的生物炭進行酸洗，然后用過量的去離子水沖洗至濾液呈中性，干燥后得到具有豐富含氮官能團的功能型高含氮多孔炭材料，即為富氮炭基氧還原催化劑。
2.根據權利要求1所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，所述步驟S1中的預處理的條件為：溶劑為水、溫度為160～200℃、時間為2～6h、固液比為1:15-20。
3.根據權利要求1所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，所述步驟S2中的產酸反應器采用序批式進料方式，物料停留時間為4～6d；產酸反應器的運行pH值調節至10～11，運行溫度為35～55℃，運行時間為4～10d。
4.根據權利要求1或3所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，所述步驟S2中的固液分離是采用高速離心機分離。
5.根據權利要求1所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，所述步驟S3中的富氮熱解反應的溫度為600～1200℃，升溫速率為1-20℃/min。
6.根據權利要求1或5所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，所述步驟S3中的富氮熱解反應過程的調控方式包括活化調控，所述的調控活化劑選自KOH、ZnCl2、K2CO3、HPO4、堿式碳酸鹽、離子液體中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法，其特征在于，所述的木質纖維素類生物質選自秸稈、狼尾草、構樹、櫸木中的至少一種。
8.根據權利要求1所述的木質纖維素類生物質聯產酸和富氮炭基氧還原催化劑的方法制備得到的高含氮多孔炭材料。
9.根據權利要求8所述的高含氮多孔炭材料，其特征在于，所述的氮的存在形態包括吡啶-N、吡咯N或石墨-N。
10.權利要求8或9所述的高含氮多孔炭材料作為氧還原催化劑或電極材料的應用。
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