[发明专利]一种用于微藻热液化脱氮的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种用于微藻热液化脱氮的催化剂及其制备方法与应用。它包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物；所述载体包括二氧化钛；所述金属氧化物包括氧化镧和/或氧化镍；所述金属氧化物与所述载体的质量比为1～6：100。生物质油的制备方法，包括如下步骤：在所述催化剂存在的条件下，将藻粉与水混合后进行催化水热液化反应，即得到所述生物质油。本发明催化剂的制备方法简单；本发明催化剂对原料藻粉进行水热液化反应，产物油质量得到明显提高，催化效果较好，具有提高生物质油产率，降低生物质油的含氮量，降低生物质油的含硫量。

技术领域

本发明涉及一种用于微藻热液化脱氮的催化剂及其制备方法与应用，属于催化水热液化反应领域。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，能源需求日益增加，而化石能源的不可再生性，直接制约了人类文明的进步，为此世界各国积极开发新型可再生能源。生物质能源作为新能源中唯一的可再生碳源，因其能够替代目前的化石燃料而备受人们关注。藻类作为第三代生物质能源，由于其单位面积产量高、生长迅速、环境适应性强且在生长过程能够利用温室气体二氧化碳等优势，从而自上世纪起就为世界各国所研究。以微藻为原料开发液体燃料，目前有的技术包括热解、超临界处理、酯交换处理、生物发酵与水热液化等，其中水热液化技术(Hydrothermal Liquefaction，HTL)能够将微藻生物质全组分转化为高能量密度的类石油液体生物质油，且在较其他转化技术相对缓和的反应条件下，原料不经干燥处理，转化成本大大降低，且生物质油具有较高的产量，近年来一直是微藻液态燃料制取技术的热点。

但是目前通过水热液化得到的生物质油与原油相比，含氮量较高，因此，为了降低生物质油中的含氮量，本发明通过在水热液化过程使用有效的催化剂，使获得生物质油的含氮量得到明显的减少。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于微藻热液化脱氮的催化剂及其制备方法与应用，本发明催化剂的制备方法简单；本发明催化剂对原料藻粉进行水热液化反应，产物油质量得到明显提高，催化效果较好，具有提高生物质油产率，降低生物质油的含氮量，降低生物质油的含硫量。

本发明提供的催化剂，包括载体和负载于所述载体上的金属氧化物；

所述载体包括二氧化钛；

所述金属氧化物包括氧化镧和/或氧化镍；

所述金属氧化物与所述载体的质量比为1～6：100。

本发明中，所述金属氧化物占所述催化剂(所述金属氧化物与所述载体之和)总质量的质量百分含量具体可为1.5％、2.2％、3.1％或1.5％～3.1％。

上述的催化剂中，所述金属氧化物包括氧化镧(La₂O₃)和氧化镍(NiO)；

所述氧化镧和所述氧化镍的质量比可为0.5～5：1，具体可为0.5：1、2：1、3：1或0.5～3：1。

本发明还提供了上述的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将所述二氧化钛的粉末酸化，然后烘干，得到所述载体；

2)将所述载体分别在含有金属元素镍的溶液和含有金属元素镧的溶液中浸渍，然后经干燥、焙烧，即得到所述催化剂。

上述的制备方法中，步骤1)中，所述酸化的试剂采用硝酸；

所述硝酸的浓度可为0.5mol/L～2mol/L，具体可为0.5mol/L、1.5mol/L或2mol/L；

所述酸化的时间可为10～24小时，具体可为20小时、24小时、20～24小时或15～24小时；

所述烘干的温度可为100～200℃，具体可为100℃、150℃、200℃、100～150℃或150～200℃，时间可为2～4小时，具体可为2小时、2～3小时或2～3.5小时。