[发明专利]一种粉煤灰基催化裂解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种粉煤灰基催化裂解催化剂及其制备方法。主要包括如下步骤：1)将粉煤灰磁珠过50‑200目筛。2)将粉煤灰磁珠、含镁化合物和助剂按一定质量比混合置于等离子体球磨机，在激发电压5‑8kV下球磨0.5‑5h后得到催化剂。催化剂其表面碱性常数K_b和酸性常数Ka之比为1.2‑1.8：1，并具有0.4‑25nm孔径的多孔道结构。本发明以大宗固体废物粉煤灰为主要原料，通过高能等离子体球磨机制备铁镁尖晶石类材料作为生物质催化裂解的催化剂，具有制备工艺简单、催化效率高、易于大规模生产等优点，同时达到变废为宝的目的。

技术领域

本发明属于生物质再利用技术领域，特别涉及一种粉煤灰基催化裂解催化剂及其制备方法。

背景技术

生物质快速催化热解制备高品质生物油技术，可实现化学品和液体燃料的制备，被认为是实现化石能源替代的有效途径之一。但是，生物油存在组分复杂、含氧量高、难分离等缺点，需经催化提质后才可作为替代燃料使用。为了提高生物油产率和目标产物选择性，生物质供氢热解技术应运而生。该技术通过引入氢气或供氢剂，为生物质热解反应体系提供足够的供氢体，稳定自由基碎片，从而获得稳定的热解产物。目前采用的供氢剂主要有四氢萘、小分子醇类、甲酸盐和有机高分子聚合物。氢气和醇类化合物价格昂贵，为生物质提供氢源的经济性较差。此外，氢气在高温高压下操作危险性较大，对设备要求也较高。除了加入一种氢量高的原料，催化剂载体也是重要的影响因素。微孔分子筛(如HZSM-5)因其规则的孔道结构、良好的水热稳定性、适宜的酸性和理想的择形催化选择性等优点，成为催化快速热裂解制备芳烃理想的催化剂。但是由于微孔分子筛单一的微孔结构导致在反应过程中传质阻力过大，不仅限制了反应速率和活性位的有效利用，还增加了反应过程中的积碳。因此，如何强化生物质催化热裂解反应过程中的传质，减少催化过程中的积碳，提高催化剂活性成为生物质催化热解的关键。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种粉煤灰基催化裂解催化剂的制备方法。

一种粉煤灰基催化裂解催化剂的制备方法具体是：

1)将粉煤灰磁珠过50-200目筛；

2)将过筛后的粉煤灰磁珠、含镁化合物和助剂按一定质量比混合置于等离子体球磨机，在激发电压5-8kV下球磨0.5-5h后得到催化剂。

所述的含镁化合物包括氢氧化镁、碱式碳酸镁、碳酸镁、氧化镁、氯化镁、硫酸镁中的一种或几种。

所述的助剂为聚乙二醇、二甲基甲酰胺、戊醇、均三甲苯中的一种或几种。

所述的粉煤灰磁珠、含镁化合物和助剂的质量比为1：0.1-0.5：0.05-0.3。

本发明的第二个目的是提供一种粉煤灰基催化裂解催化剂，采用上述方法制备得到。

所述的催化剂其表面碱性常数Kb和酸性常数Ka之比为1.2-1.8：1，具有0.4-25nm孔径的多孔道结构。

本发明以大宗固体废物粉煤灰为主要原料，通过高能等离子体球磨机制备铁镁尖晶石类材料作为生物质催化裂解的催化剂。制备的铁镁尖晶石类材料具有0.4-25nm孔径的多孔道结构，表面碱性常数Kb和酸性常数Ka之比为1.2-1.8：1，酸碱性适宜，催化反应过程中传质阻力小，生物质大分子可进入催化剂孔道被定向裁剪，因此对于单环芳烃具有很好的选择性，克服了传统沸石分子筛制备工艺复杂、催化性能低等缺点。

具体实施方式

本发明结合以下实例作进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

实施例1：

1)将粉煤灰磁珠过50目筛。