一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂及其制备方法与应用。该催化剂是按照下述方法制备得到的：1)将二氧化钛酸化，得到载体；2)将所述载体分别在镍盐溶液和铒盐溶液中浸渍，震荡、静置，收集静置后得到的固体沉淀，焙烧，即得。生物质油的制取方法如下：在所述催化剂存在的条件下，污泥(含水率＝80％)在高压反应釜中进行水热催化液化反应，萃取分离提纯后，即得到所述生物质油。本发明专利技术催化剂可以提高污泥水热液化生物质油的轻质油组分含量，降低生物质油的含氧量，催化效果较好。

A catalyst for sludge hydrothermal liquefaction deoxidation and its preparation and Application

The invention discloses a catalyst for sludge hydrothermal liquefaction deoxidation, a preparation method and application thereof. The catalyst is prepared according to the following methods: 1) acidify titanium dioxide to obtain the support; 2) immerse the support in nickel salt solution and erbium salt solution respectively, shake and stand it, collect the solid precipitation obtained after standing and bake it. The preparation method of biomass oil is as follows: in the presence of the catalyst, the sludge (water content = 80%) is subject to hydrothermal catalytic liquefaction reaction in a high-pressure reactor, and the biomass oil is obtained after extraction, separation and purification. The catalyst can improve the light oil component content of the sludge hydrothermal liquefaction biomass oil, reduce the oxygen content of the biomass oil, and has good catalytic effect.

【技术实现步骤摘要】
一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂及其制备方法与应用
本专利技术属于环境与能源
，具体涉及一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
随着城镇化进程的加快，废水处理量的不断增加，市政污泥排放量也逐渐增加，市政污泥含有大量的有机物、病菌等，如果任意倾倒，会造成环境污染。市政污泥处理处置的原则和目标是减量化、无害化、稳定化、资源化。市政污泥的传统处理处置方法占用大量土地，污染环境，造成资源浪费。市政污泥既是污染物，又是可利用的资源，所以污泥的处理处置应与资源化利用相结合。污泥水热液化反应是一个能量净产出过程，将大量成分复杂的市政污泥进行资源化处理处置，是未来研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂及其制备方法。采用本专利技术的催化剂对污泥进行水热液化反应，可降低生物质油的含氧量。本专利技术所提供的催化剂是按照包括下述步骤的方法制备得到的：1)将二氧化钛酸化，得到载体；2)将所述载体分别在镍盐溶液和铒盐溶液中浸渍，震荡、静置，收集静置后得到的固体沉淀，焙烧，得到所述催化剂。上述制备方法，步骤1)中，所述二氧化钛为二氧化钛粉末，其粒径为0.2～0.4μm。所述酸化采用的酸化试剂可为硝酸溶液；所述硝酸溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L，具体可为1mol/L；所述酸化的时间为12～24h，具体可为12h。所述二氧化钛粉末与所述酸化试剂的质量体积比为1g：(1～10)mL，具体可为1g：5mL。步骤1)中，所述酸化结束后还包括烘干的步骤；所述烘干的温度可为100～110℃，具体为105℃；所述烘干的时间可为12～24小时，具体为12h。上述制备方法，步骤2)中，所述镍盐可为硝酸镍、氯化镍、硫酸镍等，具体为硝酸镍。所述镍盐溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L，具体可为0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L。所述步骤1)得到的载体与所述镍盐溶液的质量体积比为1g：1.5～2.5mL，具体可为1g：2mL。所述铒盐可为硝酸铒、氯化铒、硫酸铒等，具体为硝酸铒。所述铒盐溶液的浓度可为0.5mol/L～1.5mol/L，具体为0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L。所述步骤1)得到的载体与所述铒盐溶液的质量体积比可为1g：1.5～2.5mL，具体为1g：2mL。所述步骤2)中，所述震荡的时间可为12～24h，具体为12h；所述静置的时间可为12～24h，具体为12h。所述焙烧的气氛为空气气氛，所述焙烧温度可为600～800℃，具体可为600℃、700℃、800℃；所述焙烧的时间可为3～5h，具体可为3h、4h、5h。所述步骤2)中，对所述载体进行浸渍的具体方法如下：将步骤1)制备的载体加入镍盐溶液中，混合后振荡；然后再加入铒盐溶液，继续混合振荡；然后静置。上述方法步骤2)中对固体沉淀焙烧前还包括烘干的步骤；所述烘干的温度可为100～110℃，具体为105℃；所述烘干时间可为12～24h，具体为12h。本专利技术再一个目的是提供上述催化剂的应用。本专利技术所提供的催化剂的应用是其在污泥水热液化制取生物质油中的应用。本专利技术进一步提供了一种生物质油的制取方法。所述方法包括如下步骤：在所述催化剂存在的条件下，将污泥进行水热催化液化反应，即得到所述生物质油。本专利技术中，所述污泥为本领域中常见的污泥，具体采用市政污泥。上述的制备方法中，所述催化剂与所述污泥的干物质的质量比可为1～15：100，具体为1：10；所述反应的温度为260～340℃，具体为300℃；所述反应的时间为15～120min，具体为30min；所述反应之后还包括分离的步骤；所述分离采用萃取的方法进行，所述萃取剂为二氯甲烷。所述分离的具体方法如下：用二氯甲烷清洗反应釜，萃取收集液相产物，过滤分离后，进行静置、分液，收集二氯甲烷相液体，将所述二氯甲烷相液体进行旋转蒸发，收集油相产物，即得到水热液化生物质油。本专利技术还提供了所述的制备方法得到的所述生物质油。本专利技术具有以下优点：本专利技术催化剂可以提高污泥水热液化生物质油的轻质油组分含量，催化效果较好。本专利技术提供的催化剂，在污泥水热催化液化制取生物质油的反应中，具有降低生物质油的含氧量的效果。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术并不局限于此，凡在本专利技术的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。下述实施例中所使用的实验方法，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。实施例1、制备污泥水热催化液化制取生物质油脱氧的催化剂按质量体积比1g：5mL将二氧化钛加入1mol/L的硝酸溶液中，混合搅拌后静置12小时；待酸化完成后用去离子水反复漂洗至水洗液pH＝7左右；然后置于离心机中离心脱水，后取出在105℃条件下烘干12小时，待温度降低至室温后，取出得到载体；将10g所述载体加入0.5mol/L的硝酸镍溶液20mL，混合后在恒温振荡器中振荡12h；再加入0.5mol/L的硝酸铒溶液20mL，继续混合振荡12h；后静置12h，将上层清液倒出，剩余固体放入烘箱中在105℃条件下进行烘干12h；将烘干后的固体继续放入马弗炉在600℃焙烧4h，即得到催化剂A。实施例2、制备污泥水热催化液化制取生物质油脱氧的催化剂按质量体积比1g：5mL将二氧化钛加入1mol/L的硝酸溶液中，混合搅拌后静置12小时；待酸化完成后用去离子水反复漂洗至水洗液pH＝7左右；然后置于离心机中离心脱水，后取出在105℃条件下烘干12小时，待温度降低至室温后，取出得到载体；将10g所述载体加入1mol/L的硝酸镍溶液20mL，混合后在恒温振荡器中振荡12h；再加入1mol/L的硝酸铒溶液20mL，继续混合振荡12h；后静置12h，将上层清液倒出，剩余固体放入烘箱中在105℃条件下进行烘干12h；将烘干后的固体继续放入马弗炉在600℃焙烧4h，即得到催化剂B。实施例3、制备污泥水热催化液化制取生物质油脱氧的催化剂按质量体积比1g：5mL将二氧化钛加入1mol/L的硝酸溶液中，混合搅拌后静置12小时；待酸化完成后用去离子水反复漂洗至水洗液pH＝7左右；然后置于离心机中离心脱水，后取出在105℃条件下烘干12小时，待温度降低至室温后，取出得到载体；将10g所述载体加入1.5mol/L的硝酸镍溶液20mL，混合后在恒温振荡器中振荡12h；再加入1.5mol/L的硝酸铒溶液20mL，继续混合振荡12h；后静置12h，将上层清液倒出，剩余固体放入烘箱中在105℃条件下进行烘干12h；将烘干后的固体继续放入马弗炉在600℃焙烧4h，即得到催化剂C。实施例4、制备污泥水热催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂的制备方法，包括下述步骤：/n1)将二氧化钛酸化，得到载体；/n2)将所述载体分别在镍盐溶液和铒盐溶液中浸渍，震荡、静置，收集静置后得到的固体沉淀，焙烧，得到所述催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于污泥水热液化脱氧的催化剂的制备方法，包括下述步骤：
1)将二氧化钛酸化，得到载体；
2)将所述载体分别在镍盐溶液和铒盐溶液中浸渍，震荡、静置，收集静置后得到的固体沉淀，焙烧，得到所述催化剂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述酸化采用的酸化试剂为硝酸溶液；
所述硝酸溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；
所述酸化的时间为12～24h；
所述二氧化钛与所述酸化试剂的质量体积比为1g：(1～10)mL；
所述二氧化钛为二氧化钛粉末，其粒径为0.2～0.4μm。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述镍盐溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；所述镍盐为硝酸镍、氯化镍或硫酸镍；
所述步骤1)得到的载体与所述镍盐溶液的质量体积比为1g：1.5～2.5mL；
所述铒盐溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L；
所述步骤1)得到的载体与所述铒盐溶液的质量体积比为1g：1.5～2.5mL；所述铒盐溶液为硝酸铒、氯化铒或硫酸铒；
所述步骤2)中，所述震荡的时间为12～24h；所述静置的时间为12～24h；
所述焙烧的气氛为空气气氛，所述焙烧温度为600～800℃；所述焙烧的时间为3～5h。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，对所述载...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景来，梁文华，王文嘉，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：北京;11