熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法

技术特征：
1.一种熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：由以下步骤组成：(1)将金属碳酸盐单体或金属氯化盐单体高温熔解，制备得到熔融碳酸盐或熔融氯化盐；(2)通过等体积浸渍法制备金属改性的微孔分子筛，然后包覆有序介孔壳层制备得到具有介-微孔结构的负载型多级孔分子筛；(3)在热解-提质反应器上，于氮气气氛下，将废弃木质素与熔融碳酸盐或熔融氯化盐混合置于热解反应器中，将具有介-微孔结构的负载型多级孔分子筛置于提质反应器中，废弃木质素于热解反应器中热解得到预调质热解气和生物炭，预调质热解气于提质反应器中提质制取芳烃。2.根据权利要求1所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的熔融碳酸盐是将金属碳酸盐单体li2co3、na2co3以及k2co3按照3:3:4的质量比于600～700℃进行高温熔解2～4h，制备得到熔融碳酸盐li2co
3-na2co
3-k2co3；所述的熔融氯化盐是将金属氯化盐单体licl、nacl以及kcl按照3:3:4的质量比于600～700℃进行高温熔解2～4h，制备得到熔融氯化盐licl-nacl-kcl。3.根据权利要求1所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的通过等体积浸渍法将一定量的微孔分子筛置于质量分数为0.1-10wt％的金属盐溶液中改性12-24h，然后在空气干燥箱于100～120℃干燥12～24h，最后将固体粉末转移至马弗炉于500～700℃焙烧4～6h，制得金属改性的微孔分子筛。4.根据权利要求3所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：所述的微孔分子筛为hzsm-5，金属盐为硝酸镓、硝酸铁、钼酸锌或硝酸铜中的一种。5.根据权利要求1所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的包覆有序介孔壳层是包覆sba-15型介孔壳层：将介孔模板剂置于盐酸中溶解，然后依次加入金属改性的微孔分子筛和硅源，搅拌均匀，制备得到凝胶液，将凝胶液转至带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜中，于100-180℃晶化24-96h，经离心、去离子水洗涤、干燥和焙烧，制得具有介-微孔结构的负载型多级孔分子筛。6.根据权利要求5所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的介孔模板剂为三嵌段共聚物p123或三嵌段共聚物f127中的一种；所述的硅源是正硅酸四乙酯、硅酸钠、水玻璃或硅凝胶中的一种。7.根据权利要求5所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的盐酸的浓度为1～2mol/l，所述的介孔模板剂与盐酸的质量体积比为1:35～1:50g/ml，硅源与金属改性的微孔分子筛的质量比为0.5～3；步骤(2)中所述的干燥温度为100～120℃，干燥时间为12～24h；
步骤(2)中所述的焙烧温度为500～650℃，干燥时间为12～24h。8.根据权利要求1所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的废弃木质素衍自于纸浆工程或生物乙醇工程的工业废渣。9.根据权利要求1所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的热解-提质反应器的反应气体介质为氮气，氮气流速为100～300ml/min，废弃木质素、熔融碳酸盐或熔融氯化盐、具有介-微孔结构的负载型多级孔分子筛质量比例为1:3:1、1:1:1或1:1:3，热解温度为350～650℃，热解时间是30～50min，提质温度为450～550℃，提质反应时间为20～50min。10.根据权利要求1所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，其特征在于：步骤(3)中制备得到的芳烃能够作为汽柴油的燃料添加剂，以及合成高密度生物液体燃料的前驱体，高密度生物液体燃料为航空煤油；步骤(3)中制备得到的生物炭能够作为制备高品质活性炭、炭黑和土壤改良剂的前驱体。

技术总结
本发明属于废弃物资源化利用技术领域，具体的涉及一种熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法。在废弃木质素热解过程中引入多元熔融盐反应介质，获得预调质热解气和生物炭；通过微孔分子筛金属改性及包覆有序介孔壳层，制备具有梯级孔道、催化活性位点可调的负载型多级孔分子筛；预调质热解气在负载型多级孔分子筛作用下提质制备高价值芳烃。本发明所述的熔融盐辅助废弃木质素热解协同负载型多级孔分子筛提质制取芳烃和生物炭的方法，通过熔融盐辅助木质素热解实现木质素初级热解气的预调质和高品质生物炭的生成，预调质热解气经负载型多级孔分子筛提质制取高产率、高选择性的芳烃。高选择性的芳烃。高选择性的芳烃。


技术研发人员：王绍庆 李志合 易维明 万震 柏雪源 李永军
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2022/4/15