一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，属于生物质能源领域。

背景技术

我国能源以化石能源为主，化石燃料导致了在能源安全，也是造成环境污染和碳排放最大的源头。因此，可再生替代能源或先进的清洁能源技术的发展已被广泛关注。生物质（特别是农业和林业废物）因其量大、可再生性、碳中和和、低污染等而被认为是未来能源系统的战略选择。热解、气化等热化学技术为生物质的高效和清洁利用提供了绿色和可持续的途径。所得到气体产品，被称为合成气(H

有许多研究者，采用费托合成对合成气进行提质，但是由于生物质原料的低烃比，热解或气化得到的合成气的H

许多学者开发了高裂解活性的镍基催化剂，有利于水热反应，与贵金属催化剂相比成本也比较低，已经成为生物质热解/重整过程的焦点。然而，热解催化反应过程中结焦对催化剂的寿命和系统成本影响很大。上述两种方法都导致催化活性随反应时间而衰减，导致性能不稳定。因此，开发能够有效防止活性金属镍基催化剂聚合、阻碍焦炭沉积以及大幅度提升合成气中氢气的含量的催化剂是催化剂研究的重点和难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，本用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法制备的催化剂镍分布均匀、比表面积大；生物质热解过程中，在总产气量、氢选择性和H

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将硝酸镍与氯化锌溶于去离子水，并加入2mol/l的尿素溶液，将所得溶液在80℃下搅拌12h，后经过滤得到浆液；

（2）、将上述所得浆液放入烘箱，在100℃~120℃下烘至绝干，得到固体；

（3）、将所得固体送入管式炉，以氮气为载气在500℃~800℃焙烧，焙烧完毕后冷却至室温，得到固体即为催化剂。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（1）中，所述硝酸镍、氯化锌和尿素的摩尔比为2:1:6。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤（3）中，500℃焙烧时间为1h ~1.5h，升温至800℃后，再焙烧2h。

本发明的有益效果为：

（1）本发明催化剂镍分布均匀、比表面积大。

（2）本发明催化剂在生物质热解过程中，在总产气量、氢选择性和H

（3）本发明催化剂在生物质热解过程中，与传统热解对比，氢气的含量提升了近8倍和H

附图说明

图1为本发明生物质热解催化系统图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

一种用于生物质热解制富氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取1mol硝酸镍与0.5mol氯化锌溶于100ml去离子水，并加入3mol尿素(2mol/l)溶液，将所得混合溶液倒入带恒温的电磁加热搅拌器，在80℃下搅拌12h，冷却后，过滤除杂后得到液体。

（2）将步骤（1）得到的液体放入烘箱100℃~120℃烘干制得固定颗粒。

（3）将步骤（2）得到固体颗粒送入管式炉，先通入氮气吹扫管式炉中残留的空气，然后以氮气为载气，升温速率15℃/min，升温至500℃焙烧，保持1 h ~1.5h，然后再以15℃/min升温至800℃焙烧，保持2h，最后在氮气的氛围下冷却即可得到本实施例催化剂（即镍锌纳米催化剂）。

对所得催化剂采用比表面积测定，比表面积985m

具体应用案例：

使用本发明催化剂：图1为生物质热解催化系统，将1kg杨木2烘干、粉碎至40目加入两段式固定床反应器1的上段中，将0.5kg所制备的镍锌纳米催化剂3（简称镍锌催化剂）加入下段，下段炉预热至700℃，通入氮气进行吹扫后，将固定床上段升温至600℃，通过冷井4收集液体，气袋收集气体，气体的重量通过差减法计算，气体组分由气相分析。

经称重计算：气体：55wt%、液体：15wt%、固体：30wt%。

气体的组分：H

不使用催化剂：图1为生物质热解催化系统，将1kg杨木2烘干、粉碎至40目加入两段式固定床反应器1的上段中，通入氮气进行吹扫后，将固定床上段升温至600℃，通过冷井4收集液体，气袋收集气体，气体的重量通过差减法计算，气体组分由气相分析。

经称重计算：气体：30wt%、液体：39wt%、固体：31wt%。

气体的组分：H

应用案例中显而易见，氢气含量获得不加催化剂8倍，运行过程中催化剂活性好，未出现积碳现象。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。