[发明专利]一种催化液化生物质油的催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种催化液化生物质油的催化剂及其制备方法与应用。该催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将镍盐溶液与二氧化钛粉末混合，震荡，得固液混合物Ⅰ；(2)将钕盐溶液加入步骤1)中所述的固液混合物Ⅰ中，震荡，得固液混合物Ⅱ；(3)将步骤(2)所述的固液混合物Ⅱ静置，取沉淀，经干燥和焙烧后即可得到所述催化剂。通过本发明的方法制备得到的催化剂对原料微藻粉进行水热液化反应，产物油质量有明显提升，催化效果较好。本发明所提供的催化液化生物质油的催化剂，在微藻水热液化制取生物质油的反应中，具有缓解反应条件，提高产物油产量的优点，生物质油的热值平均达31.67MJ/kg，同时较为稳定。

技术领域

本发明涉及生物质工程与能源领域，特别涉及微藻质油催化液化的催化剂及制备方法与应用。

背景技术

随着世界范围内能源消耗的不断增加以及能源安全形势的不断恶化，生物质能源逐渐得到了广泛关注，尤其是近几十年来，对生物质能源的需求迅速增加。在众多的生物质原料中，微藻因其较高的光合作用效率，生长速率以及单位面积产量被视为极具前景的生物质原料。此外，在淡水和盐水中，微藻均可大规模培养，不占用耕地和环境敏感地带。因此，微藻生物质能源被视为第三代生物质能源。

石油地质学的理论认为，在自然条件下，有机质向油气转化的漫长天然过程中，存在两类催化剂——无机盐类和有机酵母。催化剂工业应用中，过渡金属负载于载体上，高的分散度利于其催化活性的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化液化生物质油的催化剂及其制备方法与应用，该催化剂以二氧化钛粉末为载体，以负载该载体上的镍的氧化物和钕的氧化物为活性成分，可提高微藻水热液化制取生物质油的产率。

本发明提供的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将镍盐溶液与二氧化钛粉末混合，震荡，得固液混合物Ⅰ；

2)将钕盐溶液加入步骤1)中所述的固液混合物Ⅰ中，震荡，得固液混合物Ⅱ；

3)将步骤2)所述的固液混合物Ⅱ静置，取沉淀，经烘干和焙烧后即可得到所述催化剂。

上述的制备方法中，所述方法在步骤1)之前还可包括对所述二氧化钛粉末进行酸化的步骤，具体为在二氧化钛粉末中加入酸，震荡，得混合体系的步骤；所述酸可为硝酸；所述酸可以酸的水溶液的形式进行添加，每36g所述二氧化钛粉末加入30～60mL(如45mL)所述酸的水溶液；所述酸的水溶液的质量百分含量可为3～10％(如5％)；所述酸化的时间可为12～36小时(如24小时)。

上述的制备方法中，步骤1)中，所述二氧化钛粉末可为分析纯二氧化钛粉末。

上述的制备方法中，步骤1)中，所述二氧化钛粉末与所述镍盐溶液的质量体积比可为1g：(1～1.5)mL(如1g：1.25mL)；所述镍盐溶液中的镍盐可为氯化镍；所述镍盐溶液的摩尔浓度可为0.24～0.48g/mL，具体可为0.36g/mL。

上述的制备方法中，步骤1)中，所述震荡的时间可为12～36小时，具体可为24小时。

上述的制备方法中，步骤2)中，所述二氧化钛粉末与所述钕盐溶液的质量体积比可为1g：(0.75～3.75)mL，具体可为1g：1.25mL；所述钕盐溶液中的钕盐可为硝酸钕；所述钕盐溶液的摩尔浓度可为1.00～2.00mol/L，具体可为1.00～1.50mol/L、1.50～2.00mol/L、1.00mol/L、1.50mol/L或2.00mol/L。

上述的制备方法中，步骤2)中，所述震荡的时间可为12～96小时，具体可为12～72小时、12～24小时、24～72小时、12小时、24小时或72小时。