[發明專利]一種煤催化熱解鎂鐵尖晶石磁性催化劑的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110867337.2
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113559876B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 周安寧;李云龍;陳永安;楊伏生;陳福欣;賀新福;楊志遠;張亞婷
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B01J23/887
• 分類號: B01J23/887;B01J29/48;B01J33/00;B01J35/00;B01J37/02;C10B53/00;B01J6/00;B01J19/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

本發明公開了一種煤催化熱解鎂鐵尖晶石磁性催化劑的制備方法，該方法包括：一、采用溶膠?凝膠法制備MgFe₂O₄磁核；二、對MgFe₂O₄磁核進行包覆，得到SiO₂@MgFe₂O₄催化劑；三、采用等體積浸漬法對MgFe₂O₄磁核進行改性，得到Mo/MgFe₂O₄催化劑；本發明還公開了該催化劑的應用。本發明對MgFe₂O₄磁核包覆SiO₂或采用Mo改性，通過防止煤催化熱解過程中煤體中的雜質或熱解產物對MgFe₂O₄磁核的損害，或者提高催化劑結構性能穩定性，保證了MgFe₂O₄磁核的煤催化熱解活性，提高了煤催化熱解產物焦油的品質并保證磁性能，便于催化劑的回收再生利用；本發明的應用提高了產物焦油的產率。

技術領域

本發明屬于煤化工和工業催化技術領域，具體涉及一種煤催化熱解鎂 鐵尖晶石磁性催化劑的制備方法和應用。

背景技術

煤炭資源的清潔高效轉化利用離不開氣化、液化技術，傳統煤氣化、液化技術存在污染大、轉化效率低、能耗大的問題。而作為煤炭資源豐富的中國，低階煤儲量高達55%以上，探索研究適用性佳、應用性好的煤炭利用轉化新技術就顯得尤為重要，煤催化熱解技術便應運而生了，該技術相對于煤間接液化和直接液化技術，具有產物收率高、二氧化碳排放低，煤分質多聯產等優點。低變質煙煤的中低溫熱解技術主要包括立式內熱式或外熱式熱解技術，以及固體熱載體或氣體熱載體熱解技術等。

現有工業化煤炭熱解技術存在焦油收率低，焦油成分復雜、分離困難， 氣體熱值低，催化劑回收難等問題。研究新的熱解催化劑是克服上述問題 的有效途徑之一。李剛等研究過渡金屬氧化物/USY催化劑對神東煤催化 熱解的影響，結果表明Me_xO_y/USY使焦油中酚類、含氧化合物、脂肪烴 的含量增加，積炭問題得到顯著改善；楊曉霞等以鈷鹽為催化劑，對神府 煤進行催化熱解研究，結果表明鈷系催化劑中當鈷離子的添加量從0增加 到9％時，焦油總收率由2.56％增加到5.86％，焦油中輕組分含量由41％ 增加到63.33％，一定程度改善了焦油品質增加產率；鄭小峰等制備了五種Fe系催化劑，對神府煤熱解過程中進行研究，結果表明不同的Fe系催化 劑都可以提高神府煤熱解焦油的收率，但Fe在各種載體中的添加量超過 6％時焦油收率開始減少。上述研究煤的催化熱解過程主要由煤大分子在 Fe、Co、Ni等金屬活性中心的催化作用下裂解縮聚形成的焦油和氣體， 對熱解過程中金屬氧化物相互作用、焦油收率提高程度、以及金屬磁性對 催化作用的影響和催化劑重復回收利用問題未展開深入探索。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種 煤催化熱解鎂鐵尖晶石磁性催化劑的制備方法。該方法對MgFe₂O₄磁核包 覆SiO₂或采用Mo改性制備鎂鐵尖晶石磁性催化劑，通過防止煤催化熱解 過程中煤體中的雜質或熱解產物對MgFe₂O₄磁核的損害，或者提高催化劑 結構性能穩定性，保證了MgFe₂O₄磁核的煤催化熱解活性，提高了煤催化 熱解產物焦油的品質，同時保證其磁性能，便于催化劑的回收再生利用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種煤催化熱解鎂 鐵尖晶石磁性催化劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、MgFe₂O₄磁核的制備：采用溶膠-凝膠法制備MgFe₂O₄磁核， 具體制備過程如下：

步驟101、將硝酸鐵、硝酸鎂和去離子水混合攪勻，得到棕褐色的混 合溶液A；