CN104353483B - 一种利用Cu‑Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用Cu‑Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法，以具有低温活性xCuyMnzM/SBA‑15复合氧化物堇青石陶瓷整体催化剂催化生物油重质组分混合物的模型：愈创木酚、左旋葡聚糖、甲醇、水混合溶液(愈创木酚代表重组分中的苯系含氧化物，左旋葡聚糖代表重组分中糖类物质，甲醇和水作为两种模型物均相混合的溶剂)的工艺条件探索研究从而得到适合甲醇溶解粘稠真实生物油重质组分低温定向转化为CO2和H2O的催化剂体系和工艺条件，实现生物油重质组分低温完全转化。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用Cu-Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法。
背景技术：
生物油中重组分主要以较大分子量的酚类、苯系醛酮类和糖类物质组成，组分热值较高，是具有优势热力燃料组分。燃烧重组分作为直接液体燃料需要1000℃甚至更高的燃烧温度，导致重组分中组分未到起燃温度已发生聚合、燃烧不充分、易析出碳。同时，造成燃烧器头部和喷嘴易结焦、管壁易积灰以及设备腐蚀等问题。催化燃烧可以在较低温度下催化氧化反应物转化为无污染产物，是一种节能、有效、经济的减轻反应物聚合结焦的处理方法。
一般来说，贵金属催化剂对有机物具有很高的完全催化氧化的低温活性，然而，贵金属的稀缺和成本的昂贵以及催化过程中催化活性易于降低和活性失活的原因(Catalysis Today176(2011)474-477；Applied Catalysis B:Environmental132–133(2013)353–362)，使得人们把兴趣转向过渡金属氧化物催化剂，例如Cr2O3，CuO，Mn2O3，V2O5，Co3O4，Mn3O4，WO3，Ti2O3等(U.S.Patent3972979；U.S.Patent5283041；US 6906208 B2，CN101240203 A；Nature384(1996)341；Applied Catalysis B:Environmental132–133(2013)353–362.))。相对于单一氧化物，复合金属氧化物具有更优良低温氧化净化能力，在一定程度上活性可以与贵金属匹敌，且具有比贵金属催化剂更高的稳定性(Applied CatalysisB:Environmental129(2013)539–548；Applied Catalysis B:Environ.127(2012)246–254；Applied Catalysis B:Environmental104(2011)144–150；Journal of Catalysis287(2012)149–160)。过渡金属复合氧化物形成的不同种类尖晶石、钙钛矿型复合氧化物以及可变价态氧化物、单一微晶氧化物是具有低温多功能氧化净化VOCs能力的活性组分(Journal of Catalysis281(2011)88–97；Journal of Hazardous Materials209-210(2012)386–391)。
Cu-Mn催化剂作为低温催化最有效催化剂之一，在有机物的燃烧方面受到越来越多的关注(Catalysis Today176(2011)225-228；Appl.Catal.B-Environ.67(2006)229；Chemical Engineering and Processing38(1999)563–569；Applied Catalysis B:Environmental98(2010)180–185)。
发明内容：
本发明的目的是提供一种用于低温完全燃烧生物油重质组分的Cu-Mn基负载型整体催化剂及其利用Cu-Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种用于低温完全燃烧生物油重质组分的Cu-Mn基负载型整体催化剂，以具有涂层的堇青石陶瓷为载体，负载Cu-Mn基复合金属氧化物作为活性成分，所述涂层为表面积为650～720m3/g、孔径为5～10nm的SBA-15介孔分子筛，所述Cu-Mn基复合金属氧化物以Cu-Mn为主，添加有过渡金属M(摩尔比：Cu/Mn＝0.5～1.2,Mn/M＝2.0)，形成过渡金属尖晶石型复合氧化物，所述过渡金属M为Co、V、Cr、Fe、Ni中的任一种，所述Cu-Mn基复合氧化物负载在介孔分子筛上得到复合氧化物/SBA-15催化剂，然后涂覆在堇青石陶瓷载体上得到Cu-Mn基负载型整体催化剂；活性金属(由过渡金属M与Cu、Mn组成)跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％：1；所述复合氧化物/SBA-15催化剂(记为：xCuyMnzM/SBA-15，其中，M代表过渡金属，x、y、z分别表示Cu、Mn、M金属的质量百分比),Cu、Mn、M负载量按质量分数分别为4～15％、8～20％、0～15％；所述Cu-Mn基负载型整体催化剂，每块整体堇青石陶瓷载体上涂浸1.0～2.5g复合氧化物/SBA-15催化剂。
所述的堇青石陶瓷载体为商业化堇青石陶瓷圆柱体形载体(江西萍乡市高科陶瓷有限公司，400孔/英寸2，圆柱形载体)。
所述的SBA-15介孔分子筛利用水热合成法制备，具体步骤如下：在30～40℃恒温条件下，将3.65～4.0g三嵌段表面活性剂P123(Aldrich,EO20PO70EO20，分子量为5800)溶于80～95g去离子水中，然后加入3.0～4mol/L的HCl溶液和正硅酸四乙酯(TEOS)，剧烈搅拌24h，反应结束后在90～110℃的条件下晶化，然后过滤、洗涤、干燥，所得产物500～650℃下焙烧4～6h除去模板剂得到目标分子筛，P123、HCl、H2O、TEOS的质量比为1:1.5～2.0:36.10:2.13。
上述用于低温完全燃烧甲醇溶解的生物油重质组分的Cu-Mn基负载型整体催化剂的制备方法包括如下步骤：
a、通过水热合成法制备得到表面积约650～720m3/g，孔径5～10nm的SBA-15介孔分子筛载体；
b、乙二醇分散-超声辅助等体积浸渍法制备xCuyMnzM/SBA-15催化剂：按照上述催化剂活性金属含量要求将Mn、Cu、M盐溶液溶于蒸馏水和乙二醇混合溶液中，加入步骤a制备的SBA-15介孔分子筛载体，SBA-15介孔分子筛载体和水的质量比为1:3.5～5，活性金属跟乙二醇的摩尔比为1～5：1，活性金属跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％：1，超声条件下放置0.5～2h后在80～100℃条件下干燥5～8h，研磨后程序升温至450～650℃下煅烧4～6h，得到xCuyMnzM/SBA-15催化剂；所述乙二醇用来分散金属。
c、Cu-Mn基负载型整体催化剂的制备：将1.0～2.5g步骤b得到的xCuyMnzM/SBA-15催化剂溶于水中形成涂层溶液，将堇青石陶瓷载体放入涂层液中10～60min，然后在80～100℃下干燥，在400～500℃煅烧3～6h，反复数次至所需添加量制备得到目标产物。
所述通过水热合成法制备得到表面积约650～720m3/g，孔径5～10nm的SBA-15介孔分子筛载体，具体步骤如下：在30～40℃恒温条件下，将3.65～4.0g三嵌段表面活性剂P123(Aldrich,EO20PO70EO20，分子量为5800)溶于80～95g去离子水中，然后加入3.0～4mol/L的HCl溶液和正硅酸四乙酯(TEOS)，剧烈搅拌24h，反应结束后在90～110℃的条件下晶化，然后过滤、洗涤、干燥，所得产物500～650℃下焙烧4～6h除去模板剂得到目标分子筛，P123、HCl、H2O、TEOS的质量比为1:1.5～2.0:36.10:2.13。
本发明还提供一种利用上述Cu-Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法，其特征在于以甲醇作为溶剂，以具有低温活性的xCuyMnzM/SBA-15复合氧化物堇青石陶瓷整体催化剂作为催化剂，催化生物油重质组分低温定向转化为CO2和H2O，所述生物油重质组分C、O和H含量分别为63.28％、29.88％和6.84％，为玉米芯在隔绝空气，457℃，停留时间＜3s条件下，热解制备的生物油在110℃减压蒸馏后剩余固状粘稠组分，按质量分数计，含有45.90％酚类衍生物、11.86％芳烃、17.58％糖类、15.16％呋喃类和9.5％水，所述生物油重质组分与甲醇的质量比为1:1.5～3，催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.05～0.15ml/min，耗氧量V空气＝1.5～4.5V理论空气。
所述生物油重质组分混合物的模型为愈创木酚、左旋葡聚糖、甲醇、水混合溶液，混合溶液各组分质量比为：愈创木酚:左旋葡聚糖:甲醇:水＝1～3:1:0.5～2:0.5～1.2；催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.05～0.15ml/min,V空气＝1.5～4.5V理论空气。
所选模型接近生物油重组分酚类衍生物糖类实际比例，比较接近生物油重组分真实体系。
本发明先通过水热合成法制备大比表面积SBA-15涂层载体，然后通过乙二醇分散-超声辅助等体积浸渍法在SBA-15上负载Mn、Cu与M三种活性金属组分得到xCuyMnzM/SBA-15催化剂，然后将xCuyMnzM/SBA-15催化剂涂覆于堇青石陶瓷载体上，制备得到低温氧化整体式催化剂。采用高比表面积介孔分子筛SBA-15为涂层载体，负载具有优良低温活性的Cu-Mn金属、脱羧脱羰基功能的金属作为催化剂活性组分；其中，Mn-Cu及Mn-M离子间相互作用形成的尖晶石氧化物阻止了氧化物MxOy、CuO和Mn2O3的生成和聚集，使催化剂尖晶石型复合氧化物在反应过程中更稳定；乙二醇对金属离子相互间有效隔离促进活性组分在高比表面积SBA-15的分散性和晶体形貌、粒度的可控调节。本发明所制备催化剂由于颗粒分散均匀以及尖晶石的结构特性使其即使在较高温度下氧化也不易聚集或分解引起活性降低，这些特点使得该催化剂在催化燃烧生物油重质组分时表现出较高的氧化活性和良好的稳定性。
本发明以具有低温活性xCuyMnzM/SBA-15复合氧化物堇青石陶瓷整体催化剂催化生物油重质组分混合物的模型：愈创木酚、左旋葡聚糖、甲醇、水混合溶液(愈创木酚代表重组分中的苯系含氧化物，左旋葡聚糖代表重组分中糖类物质，甲醇和水作为两种模型物均相混合的溶剂)的工艺条件探索研究从而得到适合甲醇溶解粘稠真实生物油重质组分低温定向转化为CO2和H2O的催化剂体系和工艺条件，实现生物油重质组分低温完全转化。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：6Cu10Mn(wt％)/SBA-15催化剂制备及其燃烧模型混合物性能实验
(1)水热合成法制备SBA-15介孔分子筛载体：在30～40℃恒温条件下，将3.65～4.0g三嵌段表面活性剂P123(Aldrich,EO20PO70EO20，分子量为5800)溶于80～95g去离子水中，然后加入3.0～4mol/L的HCl溶液和正硅酸四乙酯(TEOS)；P123、HCl、H2O、TEOS的质量比为1:1.5～2.0:36.10:2.13，剧烈搅拌24h，反应结束后将混合液转移到Teflon瓶中，在90～110℃的条件下晶化1～2d，然后过滤、洗涤、干燥，所得产物500～650℃下焙烧4～6h除去模板剂得到表面积约650～720m3/g，孔径5～10nm的SBA-15介孔分子筛白色粉末。
(2)乙二醇分散-超声辅助等体积浸渍法制备6Cu10Mn/SBA-15催化剂：按化学计量将Cu(NO3)2·3H2O和50％的Mn(NO3)2(摩尔比Cu/Mn＝0.5)溶于水和乙二醇的混合溶液中(其中，质量比mSBA-15:m水＝1:3.5～5、活性金属与乙二醇的摩尔比为1.0～5.0：1)，然后加入3g步骤(1)制备的SBA-15(活性金属跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％)搅拌均匀，转置超声条件下放置0.5～2h形成均匀悬浊液后在80～100℃条件下干燥5～8h，研磨后程序升温至450～650℃下煅烧4～6h，得到6Cu10Mn/SBA-15催化剂。
(3)6Cu10Mn/SBA-15堇青石陶瓷载体整体催化剂制备：将1.0～2.5g6Cu10Mn/SBA-15溶于一定量水中形成涂层溶液，将堇青石陶瓷载体进入涂层液中10～60min，然后在80～100℃下干燥1～3h，转置马弗炉400℃煅烧3～6h，反复数次至所需添加量。
(4)催化剂活性评价:在原料生物油重质组分混合物的模型中,愈创木酚、左旋葡聚糖、甲醇、水组成的混合溶液中各组分质量比为：愈创木酚:左旋葡聚糖:甲醇:水＝1～2:1:0.5:0.5,催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝3L/min(V空气＝3V理论空气)条件下下，在固定床反应器中以原料生物油重质组分混合物模型的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。结果见表1.
实施例2、6Cu10MnzM/SBA-15催化剂制备及性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)乙二醇分散-超声辅助等体积浸渍法制备6Cu10MnzM/SBA-15催化剂：按化学计量将Cu(NO3)2·3H2O和50％的Mn(NO3)2(摩尔比Cu/Mn＝0.5、Mn/M＝2.0)和M(Co、V、Cr、Fe、Ni等)的硝酸盐溶于水和乙二醇的混合溶液中(其中，质量比mSBA-15:m水＝1:3.5～5、活性金属与乙二醇的摩尔比为1.0～5.0:1)，然后加入3g(活性金属跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％)步骤(1)制备的SBA-15搅拌均匀，转置超声条件下放置0.5～2h形成均匀悬浊液后在80～100℃条件下干燥5～8h，研磨后程序升温至450～650℃下煅烧4～6h，得到6Cu10MnzM/SBA-15催化剂。
(3)6Cu10MnzM/SBA-15催化剂堇青石陶瓷载体整体催化剂制备：将1.0～2.5g6Cu10MnzM/SBA-15溶于一定量水中形成涂层溶液，将堇青石陶瓷载体进入涂层液中10～60min，然后在80～100℃下干燥1～3h，转置马弗炉400～500℃煅烧3～6h，反复数次至所需添加量。
(4)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例3、4Cu10Mn5.5Co/SBA-15催化燃烧模型混合物性能实验
(1)4Cu10Mn5.5Co/SBA-15制备同实施例1方法中(1)～(3)；
(2)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例4、6Cu10Mn5.5Co/SBA-15催化燃烧模型混合物性能实验
(1)6Cu10Mn5.5Co/SBA-15制备同实施例1方法中(1)～(3)；
(2)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例5、8Cu10Mn5.5Co/SBA-15催化燃烧模型混合物性能实验
(1)8Cu10Mn5.5Co/SBA-15制备同实施例1方法中(1)～(3)；
(2)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例6、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化燃烧模型混合物性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)乙二醇分散-超声辅助等体积浸渍法制备12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化剂：按化学计量将Cu(NO3)2·3H2O、50％的Mn(NO3)2和Co(NO3)·6H2O(摩尔比Cu/Mn＝1.0，Mn/Co＝2.0)溶于水和乙二醇的混合溶液中(其中，质量比mSBA-15:m水＝1:3.5～5、活性金属:乙二醇的摩尔比为1.0～5.0:1)，然后加入3g步骤(1)(活性金属跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％)制备的SBA-15搅拌均匀，转置超声条件下放置0.5～2h形成均匀悬浊液后在80～100℃条件下干燥5～8h，研磨后程序升温至450～650℃下煅烧4～6h，得到12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化剂。
(3)12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化剂堇青石陶瓷载体整体催化剂制备：将1.0～2.5g12Cu10.5Mn6Co/SBA-15溶于一定量水中形成涂层溶液，将堇青石陶瓷载体进入涂层液中10～60min，然后在80～100℃下干燥1～3h，转置马弗炉400～500℃煅烧3～6h，反复数次至所需添加量。
(4)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例7、12Cu10Mn5.5Co/SBA-15催化燃烧模型混合物性能实验
(1)12Cu10Mn5.5Co/SBA-15制备同实施例1方法中(1)～(3)；
(2)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例8、10Cu18Mn9.5Co/SBA-15催化燃烧模型混合物性能实验
(1)10Cu18Mn9.5Co/SBA-15制备同实施例1方法中(1)～(3)；
(2)催化剂活性评价同实施例1方法中(4)。
实施例9、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分(重质组分跟甲醇的质量比为1:2)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝4.5L/min(V空气＝4.5V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
实施例10、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分(重质组分跟甲醇的质量比为1:2)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝3.0L/min(V空气＝3V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
实施例11、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分,(重质组分跟甲醇的质量比为1:2)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝2.3L/min(V空气＝2.3V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
实施例12、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分(重质组分跟甲醇的质量比为1:2)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝1.95L/min(V空气＝1.95V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
实施例13、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分,(重质组分跟甲醇的质量比为1:2)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝1.3L/min(V空气＝1.3V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
实施例14、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分,(重质组分跟甲醇的质量比为1:1.5)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝2.3L/min(V空气＝2.3V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
实施例15、12Cu10.5Mn6Co/SBA-15催化甲醇溶解的重组分溶液性能实验
(1)同实施例1方法中(1)；
(2)同实施例6方法中(2)；
(3)同实施例6方法中(3)；
(4)催化剂活性评价:以甲醇溶解的生物油重质组分(重质组分跟甲醇的质量比为1:3)为原料，在催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.1ml/min，Vair＝2.3L/min(V空气＝2.3V理论空气)条件下，在固定床反应器中以混合物的定向氧化为CO2和H2O反应实验对催化剂活性进行评价。
上述实施例1～14所制备的低温定向氧化催化剂的评价结果如表1所示。
表1 xCuyMnzCo/SBA-15催化燃烧重组分混合物的T50％,T95％
表1中，T50％/℃表示混合物中50％的总C选择性生成CO2时对应的反应温度为原料的着火温度；T95％/℃表示混合物中95％的总C选择性生成CO2时对应的反应温度为原料的完全转化温度。
由表1可知，该催化剂在催化燃烧生物油重质组分时表现出较高的氧化活性和良好的稳定性。
实施例6和实施例9对比可知：本发明以具有低温活性xCuyMnzM/SBA-15复合氧化物堇青石陶瓷整体催化剂催化生物油重质组分混合物的模型：愈创木酚、左旋葡聚糖、甲醇、水混合溶液(愈创木酚代表重组分中的苯系含氧化物，左旋葡聚糖代表重组分中糖类物质，甲醇和水作为两种模型物均相混合的溶剂)的工艺条件探索研究从而得到适合甲醇溶解粘稠真实生物油重质组分低温定向转化为CO2和H2O的催化剂体系和工艺条件，实现生物油重质组分低温完全转化是可行的。
Claims (5)
1.一种用于低温完全燃烧生物油重质组分的Cu-Mn基负载型整体催化剂，其特征在于，以具有涂层的堇青石陶瓷为载体，负载Cu-Mn基复合金属氧化物作为活性成分，所述涂层为表面积为650～720m2/g、孔径为5～10nm的SBA-15介孔分子筛，所述Cu-Mn基复合金属氧化物以Cu-Mn为主，添加有过渡金属M，形成过渡金属尖晶石型复合氧化物，所述Cu与Mn的摩尔比为0.5～1.2：1，Mn与过渡金属M的摩尔比为2:1；所述过渡金属M为Co、V、Cr、Fe、Ni中的任一种，所述Cu-Mn基复合氧化物负载在介孔分子筛上得到复合氧化物/SBA-15催化剂，然后涂覆在堇青石陶瓷载体上得到Cu-Mn基负载型整体催化剂；由过渡金属M与Cu、Mn组成的活性金属跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％：1；所述复合氧化物/SBA-15催化剂，Cu、Mn、M负载量按质量分数分别为4～15％、8～20％、0～15％；所述Cu-Mn基负载型整体催化剂，每块整体堇青石陶瓷载体上涂浸1.0～2.5g复合氧化物催化剂。
2.根据权利要求1所述的用于低温完全燃烧生物油重质组分的Cu-Mn基负载型整体催化剂，其特征在于，所述的SBA-15介孔分子筛利用水热合成法制备，具体步骤如下：在30～40℃恒温条件下，将3.65～4.0g三嵌段表面活性剂P123溶于80～95g去离子水中，然后加入3.0～4mol/L的HCl溶液和正硅酸四乙酯，剧烈搅拌24h，反应结束后在90～110℃的条件下晶化，然后过滤、洗涤、干燥，所得产物500～650℃下焙烧4～6h除去模板剂得到目标分子筛，P123、HCl、H2O、TEOS的质量比为1:1.5～2.0:36.10:2.13。
3.一种用于低温完全燃烧生物油重质组分的Cu-Mn基负载型整体催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、通过水热合成法制备得到表面积650～720m2/g，孔径5～10nm的SBA-15介孔分子筛载体；
b、乙二醇分散-超声辅助等体积浸渍法制备xCuyMnzM/SBA-15催化剂：按照权利要求1所述催化剂活性金属含量要求将Mn、Cu、M盐溶液溶于蒸馏水和乙二醇混合溶液中，加入步骤a制备的SBA-15介孔分子筛载体，SBA-15介孔分子筛载体和水的质量比为1:3.5～5，活性金属跟乙二醇的摩尔比为1～5：1，活性金属跟SBA-15介孔分子筛质量比为16～37.5％：1，超声条件下放置0.5～2h后在80～100℃条件下干燥5～8h，研磨后程序升温至450～650℃下煅烧4～6h，得到xCuyMnzM/SBA-15催化剂；
c、Cu-Mn基负载型整体催化剂的制备：将1.0～2.5g步骤b得到的xCuyMnzM/SBA-15催化剂溶于水中形成涂层溶液，将堇青石陶瓷载体放入涂层液中10～60min，然后在80～100℃下干燥，在400～500℃煅烧3～6h，反复数次至所需添加量制备得到目标产物。
4.一种利用权利要求1所述的Cu-Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法，其特征在于以甲醇作为溶剂，以具有低温活性的xCuyMnzM/SBA-15复合氧化物堇青石整体催化剂作为催化剂，催化生物油重质组分低温定向转化为CO2和H2O，所述生物油重质组分C、O和H含量分别为63.28％、29.88％和6.84％，为玉米芯在隔绝空气，457℃，停留时间＜3s条件下，热解制备的生物油在110℃减压蒸馏后剩余固状粘稠组分，按质量分数计，含有45.90％酚类衍生物、11.86％芳烃、17.58％糖类、15.16％呋喃类和9.5％水，所述生物油重质组分与甲醇的质量比为1:1.5～3，催化燃烧反应中原料进液量m液＝0.05～0.15ml/min,V空气＝1.5～4.5V理论空气。
5.根据权利要求4所述的利用Cu-Mn基负载型整体催化剂低温完全燃烧生物油重质组分的方法，其特征在于，所述生物油重质组分混合物的模型为愈创木酚、左旋葡聚糖、甲醇、水混合溶液，混合溶液各组分质量比为：愈创木酚:左旋葡聚糖:甲醇:水＝1～3:1:0.5～2:0.5～1.2。
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Citations (2)
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| RU2496579C1 (ru) * | 2012-10-18 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук | Способ приготовления катализатора и способ каталитического сжигания топлив в псевдоожиженном слое |
Non-Patent Citations (4)
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| A novel catalyst of Ni-Mn complex oxides supported on cordierite for catalytic oxidation of toluene at low temperature;Qiong Huang，et al;《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》;20111110;第18卷;第759页右栏第1段 * |
| CuMnOx/γ-Al2O3对含甲苯废气催化燃烧的性能研究;赵圣伟，等;《环境工程》;20081031;第26卷(第5期);第14页右栏 * |
| Investigation of catalytic oxidation of carbon monoxide over a Cu±Cr-oxide catalyst made by self-propagating high-temperature synthesis;Galina Xanthopoulou，et al;《Applied Catalysis B: Environmental》;19981231;第19卷;全文 * |
| 铜锰基SBA-15催化剂的制备及其甲苯燃烧消除的催化性能;张广宏，等;《北京化工大学学报》;20081231;第35卷(第1期);摘要，第1.1部分 * |
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