[发明专利]一种CaO-生物炭脱氧催化剂及其催化油脂类化合物制备液体燃料的方法

说明书

本发明公开了一种CaO‑生物炭脱氧催化剂，催化剂包括以下组分：CaO、生物炭载体，所述CaO‑生物炭催化剂是由Ca盐与有机材料混合后在惰性气体氛围下热解制得的。本发明CaO‑生物炭脱氧催化剂制备方法操作简单，集多步操作于一步，载体的合成、金属的负载可同时进行，实现农业或城市固体废物、食品废物、动物废物、碳水化合物等有机材料的资源化利用。本发明还公开了CaO‑生物炭脱氧催化剂催化油脂类化合物制备高品质液体燃料的方法，该方法以油脂类化合物为原料，以CaO‑生物炭脱氧催化剂为催化剂，在惰性气体氛围下进行催化提质，收集液体产物即为高品质液体燃料，实现废弃资源化再利用。

技术领域

本发明属于生物质能源转化技术领域，涉及一种CaO-生物炭脱氧催化剂及其催化油脂类化合物制备液体燃料的方法。

背景技术

以石油、煤炭为主的一次能源正日益枯竭，人们对可再生的、洁净能源的需求越来越迫切。而生物质能源是利用包括农作物、树木和其他植物及其残体等在内的可再生或循环的有机物质进行生物基产品、生物燃料生产的产业。此外，废弃蛋白、城市有机废弃物、有机垃圾等废弃物大量被遗弃，未得到有效利用，造成极大的资源浪费和环境污染。生物质资源是有机碳的唯一可持续来源，也是唯一可以转化为液体燃料的可再生资源。由生物质等有机材料出发制备液体燃料、化学品和碳基材料也变得越来越重要。

油脂作为重要的可再生生物质资源之一，已受到各国的重视。将油脂能源化利用不仅可以减少对化石燃料的依赖，还可以降低对环境的污染，有效促进国民经济的可持续发展。油脂类化合物难以作为燃料直接使用，需要进行进一步提质。将甘油三酯催化裂解是制备液体燃料的有效方法。中国发明专利(CN 101531920 B)利用碱土金属或碱金属的氧化物、氢氧化物等作为催化剂催化油脂裂解反应，裂解产物的分子量分布较宽，部分原料发生无规热解反应，进一步生成低碳烃类，使得收率降低。中国发明专利(CN 105175205 B)利用分子筛作为催化剂催化裂解甘油三酯制备芳烃化合物。但尚未有CaO-生物炭基催化剂催化油脂类化合物提质制备高品质液体燃料的文献和专利被报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备工艺简单且高催化活性的CaO-生物炭脱氧催化剂，该催化剂在常压条件下能催化油脂类化合物发生脱氧反应，将含氧化合物转化为烃类，提高能源的使用效率和燃烧性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种CaO-生物炭脱氧催化剂，所述的催化剂包括以下组分：CaO、生物炭载体；其中，所述生物炭为有机材料热解碳化后的产物。

所述CaO-生物炭脱氧催化剂是由Ca盐与有机材料混合后在惰性气体氛围下快速热解制得的；其中，所述Ca盐以CaO计为有机材料的1％～50％，优选为1％～10％。

本发明的另一个目的是提供所述CaO-生物炭脱氧催化剂的制备方法，包括：Ca盐与有机材料混合后在惰性气体氛围下快速热解。

所述Ca盐为Ca(OH)₂、CaCl₂、CaSO₄、Ca(CH₃COO)₂、Ca(NO₃)₂、CaSiO₃、Ca₂P₂O₇(焦磷酸钙)、CaC₂O₄或其水合物中至少一种或任意组合。

所述有机材料为农业或城市固体废物、食品废物、动物废物、碳水化合物等中的一种或任意组合。

所述农业固体废物选自木质素纤维素、水稻秸秆、麦秸秆、棉花杆、玉米秸秆、甘蔗渣、微藻等中的一种或任意组合。所述城市固体废物选自废弃酚醛树脂、废弃聚氨酯、废弃对苯二甲酸二甲酯、废弃聚丙烯、废弃聚苯乙烯、废纸等中的一种或任意组合。所述碳水化合物选自纤维素、淀粉、木质素等中的一种或任意组合。