CN109126827A - 一种微波热解催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种微波热解催化剂及其制备方法，微波热解催化剂由催化组分和吸波组分制成；催化组分和吸波组分分别占总催化剂质量的5％～10％和90％～95％，催化组分为AnBm型金属混合物，吸波组分为活化后的兰炭末。其中，催化组分粒径在0.2μm～0.5μm，吸波组分粒径小于76μm。催化组分中，A是铁、铜、钴、镍和钼中的一种或几种，B是氧和硫中的一种或两种。本发明以活化后的兰炭为载体，通过超声浸渍法负载提高焦油收率和质量的金属化合物制备的廉价微波热解催化剂，不仅能有效地提高焦油收率和质量，大大降低催化剂成本，不引入过多杂质，而且扩大了兰炭末的利用途径，对我国的兰炭产业技术进步和现有煤炭资源分级、高效、清洁利用具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及微波催化技术领域，具体涉及一种以活化后的兰炭末为载体，负载提升焦油收率的活性催化组分的新型廉价微波热解催化剂及其制备方法。
背景技术
微波热解具有独特的热传导规律，整体内外加热均匀，升温速率快等优势，与常规热解相比，微波热解可利用微波具有快速、均匀和选择加热的特点，对生物质、污泥、煤炭、油泥和油页岩等材料进行热解，能够提高热解效率，增加热解产物收率和提升产品质量。目前在微波热解时也会加入催化剂来增加热解产物收率和提升产品质量，但现有的微波热解催化剂存在以下问题：催化剂分布不均匀，不能充分发挥催化效果；催化剂添加量较大导致固体产物引入过多杂质以及催化热解成本过高；催化剂在微波场中吸波性能较弱，升温较慢，影响催化热解效率。基于以上催化微波热解存在的问题，开发一种高效微波热解催化剂是本领域技术人员研究的重要方向之一，也是实现微波热解工业化所急需解决的难题之一。
发明内容
为扩大兰炭末的利用和提高微波热解焦油收率和质量，本发明提供了一种微波热解催化剂及其制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种微波热解催化剂，以质量百分数计，由以下原料制成：
5％～10％的催化组分，催化组分为AnBm型金属混合物，n和m均取正整数；
90％～95％的吸波组分，吸波组分为活化后的兰炭末。
所述AnBm型金属混合物中，A是铁、铜、钴、镍和钼中的一种或几种，B是氧和硫中的一种或两种。
吸波组分为经物理活化后的兰炭末，物理活化的条件为：活化气体为空气、水蒸气或CO2，活化气体的流量为100mL/min～200mL/min；物理活化过程的升温速率为10℃/min～30℃/min，终温为800℃；物理活化的时间为90min～120min。
所述AnBm型金属混合物颗粒粒径在0.05μm～0.5μm，活化后的兰炭末颗粒粒径小于76μm。
一种制备上述微波热解催化剂的方法，包括如下步骤：
步骤一，将活化后的兰炭末加入到去离子水中，进行震荡，得到混合液B；
步骤二，将AnBm型金属混合物加入混合液B中，进行超声，得到混合液C；
步骤三，加热煮沸混合液C，直至混合液C中水分蒸干，再在真空条件下干燥，所的产物为微波热解催化剂。
在保护气氛条件下，在球磨机中依次加入AnBm型金属混合物的各组分，进行球磨，得到AnBm型金属混合物。
在球磨机中球磨时，采用直径为5mm～35mm混合石英球，球料比为(20～40):1，球磨机转速为120r/min～180r/min，球磨时间为12h～24h，保护气为氮气。
直径为5mm～35mm混合石英球中，以质量份数计，包括30份5mm石英球、25份15mm石英球、25份25mm石英球、10份30mm石英球和10份35mm石英球。
所述步骤一中，去离子水与活化后的兰炭末的体质比为(3～5):1mL/g，在40℃～60℃下恒温震荡6h～12h，震荡速率为60r/min～100r/min。
所述步骤二中，恒温超声时，温度为40℃～60℃，超声时间为2h～4h，超声波频率为90KHz～120KHz。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的微波热解催化剂利用活化后的兰炭末的高电磁吸波性能和高比表面积，负载提升焦油收率的AnBm型金属化合物活性催化组分。兰炭末作为催化载体与热解物料混合均匀，在微波场中形成均匀的热点，使得物料整体温度分布更加均匀，而负载在兰炭上的催化活性组分由于处于高能量场(温度和电磁)中，增加和增强了催化活性点位，从而发挥出更高的催化性能，因此，将提升焦油收率的催化活性组分均匀的负载到兰炭末表面，不仅能有效地提高焦油收率和质量，大大降低催化剂成本，不引入过多杂质，而且扩大了兰炭末的利用途径。本发明解决了强化微波热解工艺中金属催化剂分布不均匀不能充分发挥催化效果、添加量较大导致固体产物引入过多杂质以及成本过高等问题。
本发明的微波热解催化剂的制备方法通过超声浸渍的方法得到廉价微波热解催化剂，其过程操作简便，成本低，而且由本发明微波热解催化剂的有益效果可知，本发明制备得到的微波热解催化剂解决了强化微波热解工艺中金属催化剂分布不均匀不能充分发挥催化效果、添加量较大导致固体产物引入过多杂质以及成本过高等问题。本发明制备的微波热解催化剂不仅能有效地提高焦油收率和质量，大大降低催化剂成本，不引入过多杂质，而且扩大了兰炭末的利用途径。
附图说明
图1为本发明实施例1中微波热解催化剂的微观形貌图；
图2为本发明实施例中制备的微波热解催化剂介电损耗正切值；
图3为本发明实施例中制备的微波热解催化剂磁导损耗正切值。
具体实施方式
下面结合具体事例对本发明做出进一步解释。
本发明的微波热解催化剂是通过超声浸渍法制备的一种提高焦油产率和质量的廉价微波热解催化剂，由催化组分和吸波组分制成，其中，催化组分占总催化剂质量的5％～10％，催化组分的成分为AnBm型金属混合物；吸波组分占总催化剂质量的90％～95％，吸波组分的成分为活化后的兰炭末。其中，AnBm型金属混合物颗粒粒径在0.2μm～0.5μm，活化后的兰炭末颗粒粒径小于76μm。AnBm型金属混合物中，A是铁、铜、钴、镍和钼其中的一种或几种，B是氧和硫其中的一种或两种。
本发明微波热解催化剂中的吸波组分中兰炭末采用常规电炉进行物理活化，具体活化条件为：活化气体为空气、水蒸气或CO2，活化气体的流量为100mL/min～200mL/min；物理活化过程的升温速率为10℃/min～30℃/min，终温为800℃；物理活化的时间为90min～120min。
本发明制备微波热解催化剂的方法具体包括如下步骤：
步骤一，在隔绝空气条件下，在球磨机中依次加入AnBm型金属混合物的各组分，对AnBm型金属混合物进行分干法球磨，得到催化组分A。球磨条件为：采用若干直径为5mm～35mm混合石英球进行球磨，以质量份数计，混合石英球包括：30份5mm石英球、25份15mm石英球、25份25mm石英球、10份30mm石英球和10份35mm石英球，球料比为(20～40):1，球磨机转速为120r/min～180r/min，球磨时间为12h～24h，保护气为氮气；
步骤二，将活化后符合粒径要求的活化后的兰炭末加入到去离子水中，去离子水与兰炭的体质比为(3～5):1mL/g，在40℃～60℃下恒温震荡6h～12h，震荡速率为60r/min～100r/min，得到混合液B；
步骤三，将催化组分A加入混合液B中，在40～60℃下恒温超声2h～4h，超声波频率为90KHz～120KHz，得到混合液C；
步骤四，加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，即为本发明微波热解催化剂。
实施例1
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有2g的CoO、2g的MoS2和6g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。本实施例制备的微波热解催化剂的微观形貌图如图1所示。
实施例2
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有2g的CoO、2g的MoS2和6g的Fe3O4)，采用氮气作为保护，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将120g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例3
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有2.5g的CoO、2.5g的MoS2和5g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将150g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入950mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例4
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有1.6的CoO、1.6g的MoS2和7.8g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将190g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例5
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有2g的CoO、2g的MoS2和6g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在180r/min的速度下球磨24h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入270mL去离子水中，在60℃恒温震荡12h，震荡速度为100r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在60℃恒温超声4h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例6
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有2g的CoO、2g的MoS2和6g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在150r/min的速度下球磨18h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入360mL去离子水中，在50℃恒温震荡9h，震荡速度为80r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在50℃恒温超声3h，超声波频率为100KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例7
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有4g的CoO和6g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例8
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有5g的MoS2和5g的Fe3O4)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例9
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有5g的CoO和5g的MoS2)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
实施例10
在球磨机中加入10g的AnBm型金属混合物的各组分(AnBm型金属混合物中，含有10g的MoS2)，采用氮气作为保护气体，在120r/min的速度下球磨12h，制得催化组分A。将90g活化后粒度小于76μm的兰炭末加入450mL去离子水中，在40℃恒温震荡6h，震荡速度为60r/min，得到混合液B。将10g的催化组分A加入到混合液B中，在40℃恒温超声2h，超声波频率为120KHz，得到混合液C。加热煮沸混合液C，直至悬浮液中水分蒸干，再在真空干燥箱中干燥24h，得到黑色固体D，黑色固体D即为本发明微波热解催化剂。
各实施例制备微波热解催化剂的微波频率电磁参数指标和所用兰炭的工业分析和元素分析如表1、表2、图2和图3所示：
表1
表2
综上，本发明方法是以活化后的兰炭为载体，负载提高焦油收率和质量的金属化合物制备的廉价微波热解催化剂。本发明不仅能有效地提高焦油收率和质量，大大降低催化剂成本，不引入过多杂质，而且扩大了兰炭末的利用途径，对我国的兰炭产业技术进步和现有煤炭资源分级、高效、清洁利用具有重要的意义。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，采用同等性质的载体，例如生物焦、焦炭、活性炭等，对本发明中兰炭进行修改或者等同替换，或是改变催化活性组分配比，再或是采用其他金属化合物催化剂的一种或几种代替本发明中催化活性组分，都不脱离本发明方法的技术范畴，均应涵盖在本发明方法的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种微波热解催化剂，其特征在于，以质量百分数计，由以下原料制成：
5％～10％的催化组分，催化组分为AnBm型金属混合物；
90％～95％的吸波组分，吸波组分为活化后的兰炭末。
2.根据权利要求1所述的一种微波热解催化剂，其特征在于，所述AnBm型金属混合物中，A是铁、铜、钴、镍和钼中的一种或几种，B是氧和硫中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种微波热解催化剂，其特征在于，吸波组分为经物理活化后的兰炭末，物理活化的条件为：活化气体为空气、水蒸气或CO2，活化气体的流量为100mL/min～200mL/min；物理活化过程的升温速率为10℃/min～30℃/min，终温为800℃；物理活化的时间为90min～120min。
4.根据权利要求1所述的一种微波热解催化剂，其特征在于，所述AnBm型金属混合物颗粒粒径在0.05μm～0.5μm，活化后的兰炭末颗粒粒径小于76μm。
5.一种制备权利要求1所述的微波热解催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将活化后的兰炭末加入到去离子水中，进行震荡，得到混合液B；
步骤二，将AnBm型金属混合物加入混合液B中，进行超声，得到混合液C；
步骤三，加热煮沸混合液C，直至混合液C中水分蒸干，再在真空条件下干燥，所的产物为微波热解催化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在保护气氛条件下，在球磨机中加入AnBm型金属混合物的各组分，进行球磨，得到AnBm型金属混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在球磨机中球磨时，采用直径为5mm～35mm混合石英球，球料比为(20～40):1，球磨机转速为120r/min～180r/min，球磨时间为12h～24h，保护气为氮气。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，直径为5mm～35mm混合石英球中，以质量份数计，包括30份5mm石英球、25份15mm石英球、25份25mm石英球、10份30mm石英球和10份35mm石英球。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，去离子水与活化后的兰炭末的体质比为(3～5):1mL/g，在40℃～60℃下恒温震荡6h～12h，震荡速率为60r/min～100r/min。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，恒温超声时，温度为40℃～60℃，超声时间为2h～4h，超声波频率为90KHz～120KHz。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110605108A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-24 | 西安建筑科技大学 | 一种用于脱硫脱硝废活性炭再生的方法 |
| CN112675857A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-20 | 武汉科技大学 | 一种用于低阶煤微波热解提高焦油中环烷烃含量的催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114797923A (zh) * | 2021-01-27 | 2022-07-29 | 陕西青朗万城环保科技有限公司 | 一种微波催化剂及其制作方法 |
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