[发明专利]负载型杭锦2#土固体碱催化及裂解微藻制生物油的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物能源技术领域，具体涉及一种负载型杭锦2^#土固体碱催化剂。

本发明还涉及利用上述负载型杭锦2^#土固体碱催化剂裂解微藻制备生物燃料油的方法。

背景技术

全球不可再生能源的日益枯竭和温室效应所引起的全球气候变化，对人类的生存和可持续发展构成了严重威胁，开发具有高附加值的绿色能源已成为研究热点。微藻是最简单的光合作用有机体，据报道大气中90％以上的氧气由微藻产生，它所具有光合作用效率高，生长繁殖快，环境适应能力强，易于培养放大等优点逐步得到认识和开发，在环境保护、食品保健和精细化工等领域得到日益广泛的应用。更重要的是微藻富含油脂，可以通过高温热裂解工艺生产具有高附加值的绿色生物能源，为缓解能源危机，解决我国燃油供需性矛盾提供了一条切实可行的技术路线。

生物质热裂解是生物质在无氧或缺氧条件下通过热化学转换技术热降解，最终生成生物油、木炭和可燃性气体的过程。生物质直接热裂解所得生物油成分复杂，热值低、稳定性不佳，限制了生物油的推广应用。生物质催化热解转化为液态燃料的过程，从本质上讲是具有一定特性的物料在一定条件下发生特定化学反应的过程，可见选用合适的催化剂能够有选择地控制物料的反应进程，从而降低反应条件，减少能耗和提高产品质量，获得高品质生物油。目前，常用的催化剂有酸性催化剂、碱性催化剂等。酸性催化活性低，反应速率慢，收率不理想。碱性催化剂的最大优点是活性高，反应条件温和，时间短，最终收率高，但对原料要求苛刻。与传统的均相催化剂相比，固体碱催化剂(如碱金属、碱土金属氧化物及负载型催化剂、水滑石型固体碱、沸石分子筛等)用于催化热裂解制备生物油具有较高活性，但稳定性较差，使用寿命短，难以工业化应用。因此，寻找一种造价低、易分离、适应性强、稳定性好，且具有较高活性的固体碱催化剂是生物质催化热裂解制备高品质生物油的关键。

杭锦2^#土为我国陆相湖盆沉积形成的巨厚层，含稀土元素和稀有元素，以凹凸棒石、伊利石、绿泥石、长石、方解石为主要矿物结合的一种新型混合黏土矿种，具有储量丰富，价格低廉，极易开采，自然粒度小等优点，具有广阔的开发利用前景。杭锦2^#土本身具有优良的热稳定性和机械强度，含有丰富的化学成分(如Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、CaO、TiO₂等)和特殊的晶体结构，是催化剂的优良载体。

因此，研发一种杭锦2^#土复合固体碱催化剂，充分利用杭锦2^#土的优良特性，将其负载碱土金属或碱土金属化合物，经特殊的制作工艺合成新型杭锦2^#土复合固体碱催化剂，用于微藻催化热裂解制备生物燃料油的研究，可以显著提高催化热裂解的液态产率，改善生物油品质，且催化剂易于回收再利用，降低生产成本，具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载型杭锦2^#土固体碱催化剂。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述催化剂进行裂解微藻生产生物油的方法。

为实现上述目的，本发明提供的裂解微藻制备生物燃料油的负载型杭锦2^#土固体碱催化剂为MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂或负载型KI/MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂。其中MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂是在杭锦2^#土上负载有MgO，通过下述方法得到：

MgO与杭锦2^#土，按重量比1∶1-2∶5加入水中，50-100℃条件下反应后冷却，抽滤和洗涤，并烘干，得到MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂。

KI/MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂是以MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂为载体，负载有KI，通过下述方法得到：

MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂与KI按重量比1∶1-2∶5加入水中，50-100℃条件下反应后冷却，抽滤和洗涤，并烘干，得到KI/MgO/杭锦2^#土固体碱催化剂。