[发明专利]一种光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料，其特征在于所述多元/复合半导体光催化材料由表面含有氧缺陷位的半导体材料与具有裂解异构功能的酸性物质制备的复合载体，再与具有催化苎烯脱氢芳构化功能的贵金属活性组分和具有催化油脂加氢脱氧功能的过渡金属活性组分经合成、结构和形态控制、干燥和研磨制备而成；

所述的光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）复合载体制备：将表面含有氧缺陷位的半导体材料与具有裂解异构功能的酸性物质按(0.01～100) : 1的质量比例，采用合成方法和控制方法，搅拌混合0.5～72 h，制备复合载体；

（2）过滤干燥：将步骤（1）制备的复合载体进行过滤后，在105±5 ℃下干燥0.5～5 h，获得干燥复合载体；在300～600 ℃条件下进行焙烧0.5～10 h，获得改性的干燥复合载体；

（3）合成：将贵金属活性组分、过渡金属活性组分和步骤（2）得到的干燥复合载体，按(0.01～100) : (0.01～100) : 1的质量比例，采用合成方法负载贵金属活性组分和过渡金属活性组分，采用结构和形态控制方法控制载体的孔道形态和孔径分布，在100 ℃以内老化0.5～72 h，然后过滤，在105±5 ℃下干燥0.5～5 h和300～600 ℃下焙烧0.5～24 h，制备多元/复合半导体光催化材料；所述合成方法是指浸渍法、溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法或固体分散法；所述控制方法是指化学控制法、成核控制法或结晶条件控制法；所述结构和形态控制方法是结合酸碱刻蚀改性法、单分散成核方法或取向生长方法；

（4）干燥研磨：将步骤（3）制备的复合载体进行过滤和干燥后，研磨至直径0.02～2 mm的颗粒状光催化材料；

所述的光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料的应用方法，具体包括以下步骤：

S1、液体物质制备：将生物质原料A与生物质原料B按(0～10) : 1的质量比例进行混合，获得总生物质原料；然后，溶剂再与总生物质原料按(0～100) : 1的质量比例进行混合；最后获得反应体系的液体物质；

S2、多相混合：将S1制备的液体物质与所述多元/复合半导体光催化材料，按(10～200) :1的质量比例进行混合，获得液体物质与多元/复合半导体光催化材料多相混合物；

S3、光热耦合催化反应：将S2混合的多相混合物，放入光热耦合反应釜或通入透光管中，在辐照强度10～10000 kW/m²的照射下，光热耦合反应釜或透光管的温度控制在50～380 ℃范围内，通入0.1～3 MPa的气体，发生光热耦合催化反应，反应时间1～20 h，获得航空煤油组分；

S4、航空煤油精炼：将S3催化制备的航空煤油组分，先过滤或离心分离出催化材料，然后在320 ℃内进行减压蒸馏精炼，获得精炼的航空煤油。

2.根据权利要求1所述的光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料，其特征在于步骤（1）中所述半导体材料是指TiO₂、WO₃、CeO₂、ZrO₂、V₂O₅、CeZrO₄、La₂O₃；所述酸性物质是指TiO₂-SiO₂、ZrO₂、磷酸硅铝、分子筛、改性分子筛。

3.根据权利要求1所述的光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料，其特征在于步骤（3）中所述贵金属活性组分是指Pd、Pt；所述过渡金属活性组分是指Mo、V、Zn、Sn、Ga、Zr。

4.根据权利要求1所述的光热耦合催化生物质制备航空煤油用多元/复合半导体光催化材料，其特征在于所述原料A是指松节油、柠檬油、柠檬烯、月桂烯、罗勒烯、间异戊二烯的一种或多种混合物质；所述原料B是指麻风树油、棕榈油、橡胶籽油、棉籽油、豆油、菜籽油、玉米油、亚麻油、蓖麻油、猪油、牛油、鱼油、微生物油脂、餐饮废油脂的一种或多种混合物质。