本发明专利技术公开了一种离子液体催化液化农业废弃物的方法，步骤如下：(1)酸性离子液体的制备；(2)农业废弃物的前处理：将农业废弃物粉碎至颗粒直径在20～60目的小颗粒，并依次用丙酮和去离子水将其可溶组分洗去后充分干燥备用；(3)农业废弃物的催化液化：将0.01～2mol离子液体和1.0～200g农业废弃物在10～300mL水溶液中充分混合，N2气体氛围，加热到200～350℃，在搅拌条件下反应5～75min，得到低沸点生物小分子物质和生物油。本发明专利技术离子液体用量少，且可实现循环使用，农业废弃物的利用率高，小分子物质选择性高于现有技术，生物油热值高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护技术，农业废弃物高效利用技术及新能源技术开发和利用领域，特别涉及一种利用酸性离子液体高效催化液化农业废弃物的方法。
技术介绍
自上世纪初以来的近代科技革命促进生产力极大的发展的同时也导致了一次性的化石能源需求逐渐增大与其储量逐渐减少之间的矛盾日益加剧。与此同时，大量燃烧化石燃料释放的C0X、NOx和SOx等有害气体使得温室效应、酸雨等环境污染愈演愈烈，已对人体健康和生态环境构成巨大的危害，受到世界各国的广泛关注。因此，寻求低碳的、低污染的可再生的替代能源成为了世界各国的共识。生物质直接来源于植物的光合作用，其在自然界中来源广泛，含量丰富，是一种廉价的、洁净的、可再生的“碳中性”低碳替代能源；其还通过系列转化过程转化为化工原材料以实现生物质的资源化。因此，当今化工逐渐从“碳氢化合物”时代过渡到了“碳水化合物”时代。然而，当前应有最广泛的生物柴油，生物酒精等替代能源主要来源于糖类，淀粉等粮食作物，其虽然部分解决了能源危机和环境问题，但也给粮食安全带来了巨大的压力。因此，开发新的技术以充分利用非粮食生物质及农业废弃物制备生物燃料和生物化学品显得尤为重要。我国作为一个农业大国，蔗渣、秸秆等农业废弃含量非常丰富，然令人遗憾的是，当今这些极具潜力的富碳农业副产物并未引起足够的重视，由于其结构疏散，体积大，不便于储存和运输，因此，大部分都被直接遗弃或就地焚烧，这不仅造成了巨大的能源损失还带来了巨大的环境问题。近年来，人们已逐渐将目光投向了这些潜力巨大的可再生资源，气化、热解、液化技术也逐渐用于该领域。其中液化技术因其反应条件相对温和，产物相对集中，生物油的热值相对较高，设备投资相对较少等优势成为了当前生物质研究的热点之一，但目前的液化技术中的均相和多相催化剂均存在不同程度的不足，如均相催化剂后处理复杂，难于与产物分离；多相催化剂活性组分含量相对较少，活性中心分布不均，故催化活性相对较低且易失活。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种利用环境友好试剂酸性离子液体为催化剂高效催化液化农业废弃物的方法。本专利技术技术采用同时兼备均相催化剂和多相催化剂优点的酸性功能化离子液体为催化剂，以环境友好试剂去离子水为反应介质，在较温和的条件下实现了蔗渣、秸秆、稻草、稻壳和麦秆等五种常见农业废弃物的高效催化液化，得到了高达96. 的液化率和50. 6%的可直接用作工业原料和化工中间体的低沸点小分子生物化学品以及高热值的生物油，并成功实现了离子液体的重复使用。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现，包括以下操作步骤(1)制备酸性离子液体；(2)农业废弃物的预处理将农业废弃物充分干燥后采用机械粉碎的方法将其粉碎至颗粒直径为20 60目的小颗粒；采用去离子水和丙酮洗去其表面油性物质和未完全提取的糖分及可溶于水和丙酮的组分；(3)农业废弃物的催化液化将0. 01 2mol离子液体和1. 0 200g农业废弃物在10 300mL水溶液中充分混合，惰性气体氛围，加热到200 350°C，在搅拌条件下反应 5 75min，得到低沸点生物小分子物质和生物油。优选地，步骤⑴所述酸性离子液体的阳离子为烷基咪唑、烷基吡啶、季胺、1-烷磺酸基-3-甲基咪唑、1-烷磺酸基-3-甲基吡啶、1-烷磺酸基-3-甲基季胺、1-羧酸基-3-甲基咪唑、1-羧酸基-3-甲基吡啶或1-羧酸基-3-甲基季胺；阴离子为硫酸氢根或磷酸二氢根。优选地，所述离子液体为下述一种或几种的混合物权利要求1.，其特征在于，包括以下操作步骤(1)制备酸性离子液体；(2)农业废弃物的预处理将农业废弃物充分干燥后粉碎至颗粒直径为20 60目的小颗粒；采用去离子水和丙酮洗去其表面油性物质和未完全提取的糖分及可溶于水和丙酮的组分；(3)农业废弃物的催化液化将0.01 2mol离子液体和1. 0 200g农业废弃物在 10 300mL水溶液中充分混合，惰性气体氛围，加热到200 350°C，在搅拌条件下反应5 75min，得到低沸点生物小分子物质和生物油。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)所述酸性离子液体的阳离子为烷基咪唑、烷基吡啶、季胺、1-烷磺酸基-3-甲基咪唑、1-烷磺酸基-3-甲基吡啶、1-烷磺酸基-3-甲基季胺、1-羧酸基-3-甲基咪唑、1-羧酸基-3-甲基吡啶或1-羧酸基-3-甲基季胺；阴离子为硫酸氢根或磷酸二氢根。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述离子液体为下述一种或几种的混合物4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于所述农业废弃物为蔗渣、秸秆、 稻壳、麦秆和稻草中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述惰性氛围为队；搅拌速度为100 1000r/min。全文摘要本专利技术公开了一种离子液体催化液化农业废弃物的方法，步骤如下(1)酸性离子液体的制备；(2)农业废弃物的前处理将农业废弃物粉碎至颗粒直径在20～60目的小颗粒，并依次用丙酮和去离子水将其可溶组分洗去后充分干燥备用；(3)农业废弃物的催化液化将0.01～2mol离子液体和1.0～200g农业废弃物在10～300mL水溶液中充分混合，N2气体氛围，加热到200～350℃，在搅拌条件下反应5～75min，得到低沸点生物小分子物质和生物油。本专利技术离子液体用量少，且可实现循环使用，农业废弃物的利用率高，小分子物质选择性高于现有技术，生物油热值高。文档编号B01J31/02GK102321489SQ201110139788公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日专利技术者于英豪, 李雪辉, 王乐夫, 王芙蓉, 郭斌, 龙金星 申请人:华南理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用离子液体催化液化农业废弃物的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：（１）制备酸性离子液体；（２）农业废弃物的预处理：将农业废弃物充分干燥后粉碎至颗粒直径为２０～６０目的小颗粒；采用去离子水和丙酮洗去其表面油性物质和未完全提取的糖分及可溶于水和丙酮的组分；（３）农业废弃物的催化液化：将０．０１～２ｍｏｌ离子液体和１．０～２００ｇ农业废弃物在１０～３００ｍＬ水溶液中充分混合，惰性气体氛围，加热到２００～３５０℃，在搅拌条件下反应５～７５ｍｉｎ，得到低沸点生物小分子物质和生物油。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李雪辉，龙金星，郭斌，王芙蓉，于英豪，王乐夫，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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