[发明专利]一种微波热解催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种微波热解催化剂及其制备方法，微波热解催化剂由催化组分和吸波组分制成；催化组分和吸波组分分别占总催化剂质量的5％～10％和90％～95％，催化组分为A_nB_m型金属混合物，吸波组分为活化后的兰炭末。其中，催化组分粒径在0.2μm～0.5μm，吸波组分粒径小于76μm。催化组分中，A是铁、铜、钴、镍和钼中的一种或几种，B是氧和硫中的一种或两种。本发明以活化后的兰炭为载体，通过超声浸渍法负载提高焦油收率和质量的金属化合物制备的廉价微波热解催化剂，不仅能有效地提高焦油收率和质量，大大降低催化剂成本，不引入过多杂质，而且扩大了兰炭末的利用途径，对我国的兰炭产业技术进步和现有煤炭资源分级、高效、清洁利用具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及微波催化技术领域，具体涉及一种以活化后的兰炭末为载体，负载提升焦油收率的活性催化组分的新型廉价微波热解催化剂及其制备方法。

背景技术

微波热解具有独特的热传导规律，整体内外加热均匀，升温速率快等优势，与常规热解相比，微波热解可利用微波具有快速、均匀和选择加热的特点，对生物质、污泥、煤炭、油泥和油页岩等材料进行热解，能够提高热解效率，增加热解产物收率和提升产品质量。目前在微波热解时也会加入催化剂来增加热解产物收率和提升产品质量，但现有的微波热解催化剂存在以下问题：催化剂分布不均匀，不能充分发挥催化效果；催化剂添加量较大导致固体产物引入过多杂质以及催化热解成本过高；催化剂在微波场中吸波性能较弱，升温较慢，影响催化热解效率。基于以上催化微波热解存在的问题，开发一种高效微波热解催化剂是本领域技术人员研究的重要方向之一，也是实现微波热解工业化所急需解决的难题之一。

发明内容

为扩大兰炭末的利用和提高微波热解焦油收率和质量，本发明提供了一种微波热解催化剂及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种微波热解催化剂，以质量百分数计，由以下原料制成：

5％～10％的催化组分，催化组分为A_nB_m型金属混合物，n和m均取正整数；

90％～95％的吸波组分，吸波组分为活化后的兰炭末。

所述A_nB_m型金属混合物中，A是铁、铜、钴、镍和钼中的一种或几种，B是氧和硫中的一种或两种。

吸波组分为经物理活化后的兰炭末，物理活化的条件为：活化气体为空气、水蒸气或CO₂，活化气体的流量为100mL/min～200mL/min；物理活化过程的升温速率为10℃/min～30℃/min，终温为800℃；物理活化的时间为90min～120min。

所述A_nB_m型金属混合物颗粒粒径在0.05μm～0.5μm，活化后的兰炭末颗粒粒径小于76μm。

一种制备上述微波热解催化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一，将活化后的兰炭末加入到去离子水中，进行震荡，得到混合液B；

步骤二，将A_nB_m型金属混合物加入混合液B中，进行超声，得到混合液C；

步骤三，加热煮沸混合液C，直至混合液C中水分蒸干，再在真空条件下干燥，所的产物为微波热解催化剂。

在保护气氛条件下，在球磨机中依次加入A_nB_m型金属混合物的各组分，进行球磨，得到A_nB_m型金属混合物。