[发明专利]一种使用非均相复合分子筛催化藻类微波水解制备高品质生物油的方法

权利要求书

1.一种使用非均相复合分子筛催化藻类微波水解制备高品质生物油的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1）将Ni离子负载到碱改性的HZSM-5催化剂上；

2）将藻类与上骤中所制得的Ni/HZSM-5催化剂加入聚四氟乙烯反应罐中，加入转子，搅拌预热80℃，预热时间为20~30分钟，然后将温度提升到160~210℃，反应时间为20~30分钟，压力为2~3MPa，在上述条件中对藻类进行水解；

3）反应完成后，等温度降至室温，用足量的乙酸乙酯和乙醇进行清洗，将反应物、清洗液以及固体全部转移到烧杯中，然后用溶剂过滤装置进行抽滤，并用乙酸乙酯洗涤固体多次至洗涤液变为无色透明为止，使用旋蒸得到生物油。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中，将Ni离子负载到碱改性的HZSM-5催化剂上的具体方法如下：将适量硝酸镍溶于去离子水中，然后在溶液中加入碱改性的HZSM-5催化剂，在80~90℃水浴上搅拌4~5小时，交换完成后将反应混合物过滤，并将过滤出的固体物质在80~90℃下烘干10~12小时，然后在500~550℃下煅烧4小时，待样品冷却后，将其研磨、压片、粉碎、筛分为20~40目的颗粒；其中，所述的硝酸镍与碱改性的HZSM-5催化剂的重量比为1：6。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，选用磁力搅拌，磁力搅拌的具体方法为：在反应釜中加入大小合适的转子，调整微波反应炉中马达的转速为300~400r/min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，加入催化剂的方法如下：首先在反应釜中加入藻类、酸性溶液和磁力搅拌转子，加热到预热温度，保温一段时间后再加入催化剂，继续升温反应。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，微波水解藻类的具体方法为：

①分别称取藻类生物和催化剂Ni/HZSM-5，将二者倒入反应罐中，搅拌使其混合均匀；其中，所述的藻类生物与催化剂Ni/HZSM-5的重量比为1-2：1-2；

②取6-10%v/v的酸溶液倒入反应罐中，加入转子；

③将反应罐放入微波装置内，设置用25~30℃/min的升温速率将温度升高到80℃，保温20~30分钟；再用15~30℃/min的升温速率将温度升高到160~210℃，保温20~30分钟，压力为1.8~3MPa，设置转子的转速为300~400r/min；

④反应结束后，待反应罐温度冷却到55℃~60℃，压力为0MPa后，将反应罐取出；

⑤将反应物转移至玻璃瓶中，之后用乙酸乙酯清洗反应罐壁面，萃取残留的反应物。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，使用旋蒸得到生物油的具体方法：液体转移至圆底烧瓶中，先40℃下旋蒸以除去乙酸乙酯，之后升温至60℃以除去乙醇，旋蒸完毕后即得到生物油产物。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱改性的HZSM-5的制备方法如下：

1）将ZSM-5沸石与5wt%的NH₄NO₃溶液在80~90℃条件下离子交换4~5小时；用蒸馏水洗涤固体产物至中性；重复上述步骤2次，将所得样品在100℃烘箱中干燥24小时，于500~550℃温度条件下煅烧5小时，制备HZSM-5；

2）将HZSM-5添加到碱性溶液中，在40℃下搅拌1小时，然后将样品冷却至室温并调节所得溶液pH至8~8.5，将调节pH后的溶液过滤，洗涤、干燥，然后将固体样品在500~550℃的空气环境中煅烧5小时，制得有机改性HZSM-5催化剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的碱性溶液为四丙基氢氧化铵溶液，浓度为0.5mol/L。