CN101811048A - 废弃生物质制备Fe/C负载型催化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对常规方法制备Fe/C负载型催化剂过程繁琐、价格昂贵的现状，结合我国废弃生物质资源丰富的优势，确立了一种适用于以农林废弃物为原材料制备Fe/C负载型催化剂的新工艺。本工艺首先将废弃生物质与含铁溶液充分混合，然后在一定的升温制度下将混合物加热一炭化-冷却。制备过程中生物质的碳化、活化、零价铁的生成及负载同时完成。得到的催化剂具有高比表面积、孔容和高零价铁含量，铁均匀分散在炭的表面并具有良好的稳定性。

Description

废弃生物质制备Fe/C负载型催化剂的方法
技术领域
本发明涉及生物质废弃物处理处置，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物资源化利用新技术，尤其适合于大量产生的农林废弃生物质的高附加值资源化利用。
背景技术
我国每年产生大量废弃生物质原材料，除少量当作燃料使用外，大部分被废弃或就地焚烧，已经造成了严重的环境污染。生物质能是唯一可以提供含碳实物产品的可再生能源。将废弃生物质转化为高品位生物燃料和炭化功能材料使用，具有重要的现实意义。近年来的研究发现，Fe/C负载型催化剂不仅在有机合成中并且在环境保护等领域发挥着越来越重要的作用，该催化剂对含氯有害有机污染物具有良好的脱氯效果。迄今为止，这类催化剂的制备一般分为两步进行，即活性炭制备和零价铁的负载(铁盐的还原)，步骤繁琐。再加上活性炭制备成本较高，这些因素使得该类催化剂目前价格昂贵，大规模使用受到限制。本发明以废弃生物质为原料制备用途广泛的Fe/C负载型催化剂，在降低此类催化剂生产成本的同时也为大量废弃生物质找到了一条行之有效的高附加值利用技术。
发明内容
本发明针对常规方法制备Fe/C负载型催化剂过程繁琐、价格昂贵的现状，结合我国废弃生物质资源丰富的优势，确立了一种适用于以农林废弃物制备Fe/C负载型催化剂的新工艺。具体工艺包括：将废弃生物质与氯化铁溶液以一定的比例混合后进行超声波处理，然后将混合物在惰性氛围中进行裂解，保持一定时间后自然冷却至室温。制备过程中生物质的碳化、活化、零价铁的生成及负载同时完成，由此得到的催化剂具有高比表面积(＞400m2/g)和孔容(＞0.20cm3/g)，高零价铁含量(＞13wt.％)。该工艺的制备效果受生物质与氯化铁的混合程度，氯化铁加入量、升温速率、裂解温度、裂解时间等因素的影响。下面结合说明书附图及实施方案进一步阐述本发明的内容。
附图说明
图1是Fe/C负载型催化剂的生产工艺流程示意图。
图2是Fe/C负载型催化剂合成过程中的升温制度示意图。
图3是Fe/C负载型催化剂扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
如图1所示，将松木木屑与1mol/L的氯化铁溶液以1∶5的固液比混合，超声处理2h后过滤并在60℃下陈化12h。根据图2中的升温制度，在流速30ml/min的氮气保护下以20℃/min的恒定升温速率将混合物加热至600℃进行裂解，裂解时间为40min，停止加热后在氮气保护下自然冷却至室温。将产物分别用去离子和无水乙醇洗涤后干燥，即得到Fe/C负载型催化剂。

Claims (4)

1.废弃生物质制备Fe/C负载型催化剂的方法，其特征在于：将废弃生物质与氯化铁溶液以一定的比例混合，超声处理后，将混合物放入裂解炉以一定的加热速率升温至裂解温度进行炭化，自然冷却至室温，产物分别用去离子水和无水乙醇洗涤、真空干燥后即得产品。得到的催化剂具有高比表面积及孔容，高催化活性的特点。
2.根据权利要求书1所述的废弃生物质制备Fe/C负载型催化剂的方法，其特征是：废弃生物质与氯化铁溶液以固液比1∶5混合，氯化铁的浓度为1mol/L。
3.根据权利要求书1所述的废弃生物质制备Fe/C负载型催化剂的方法，其特征是：混合物超声处理2小时，然后在60℃条件下陈化12小时。
4.根据权利要求书1所述的废弃生物质制备Fe/C负载型催化剂的方法，其特征是：在氮气氛围中以20℃/min的升温速率升至600℃进行炭化，裂解时间为40min，氮气保护下自然冷却至室温。
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