天然钙基催化剂的合成及其与HZSM-5双级催化热解餐厨废油制备富芳烃生物油研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lshel
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
能源短缺和环境污染是人们长期关注的问题,通过热解技术处理餐厨废油(WCO)制备生物油具有减少环境污染、缓解化石能源危机与废物处理压力的潜力。然而高含氧量阻碍了生物油替代传统燃料的发展进程,有必要使用催化剂来改善生物油品质。在催化热解涉及的催化剂中,CaO具有良好的脱氧效果,HZSM-5被认为是生产芳烃的最有效沸石催化剂,将CaO与HZSM-5结合进行催化热解可在降低生物油含氧量的同时生成更多芳烃。鸡蛋壳、蟹壳等天然废壳属于食品加工废弃物,来源广泛且具有较高Ca CO3含量,以废壳为钙源制备CaO催化剂在催化热解领域具有很大价值。因此,本文选取废弃鸡蛋壳、皮蛋壳、花甲壳、蟹壳为钙源分别制备鸡蛋壳CaO(EGC)、皮蛋壳CaO(PEC)、花甲壳CaO(CLC)、蟹壳CaO(CRC),并通过表征分析及WCO的催化热解实验,对比了废壳基CaO与商用CaO(CMC)的催化效果;在CaO/HZSM-5双级催化热解WCO实验中筛选了最佳钙源及双级催化模式;以最佳钙源合成CaO催化剂,优化了双级催化热解工艺,并进行了催化剂的使用寿命研究。主要结论如下:在制备废壳基CaO并应用于催化热解WCO的研究中,X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外吸收光谱分析(FTIR)显示煅烧前废鸡蛋壳、皮蛋壳、蟹壳中的Ca CO3主要为方解石晶型,废弃花甲壳中的Ca CO3为文石晶型。X射线荧光光谱分析(XRF)显示EGC、PEC、CLC中CaO含量超过95.00 wt%,CRC则含有87.17 wt%的CaO和7.01 wt%的Mg O。BET结果表明EGC孔结构特性与CMC性状最接近。就生物油中芳烃的形成而言,CMC与CLC适用于原位(in-situ)催化,PEC与CRC适用于非原位(ex-situ)催化。EGC兼具in-situ、ex-situ催化的适用性。此外,CaO可通过捕集CO2影响气相反应化学平衡并进一步影响生物油中烃类形成。在废壳基CaO与HZSM-5催化热解WCO的研究中,具有较高比表面积和较优孔结构特性的CaO更具有使用价值,EGC/HZSM-5在促进芳烃形成的同时提高苯、甲苯、二甲苯(BTX)含量方面最具潜力;双级催化模式可通过影响催化剂分散性、二次反应程度,从而影响催化剂活性的发挥:最有利于芳烃形成的模式为Mode A(CaO与HZSM-5按顺序分隔放置,对WCO进行非原位催化),其次是Mode B(原料混合CaO进行原位催化,再连接HZSM-5进行非原位催化);Mode C(CaO与HZSM-5物理混合,对WCO进行非原位催化)削弱了催化效果。在EGC/HZSM-5双级催化热解工艺优化研究中,EGC/WCO比例<0.4时EGC主要发挥脱羧作用。EGC/WCO比例>0.4时,除了脱羧外,EGC还可对醇、酮、酯等产生脱氧作用。WCO的适宜热解温度范围为450~550℃,催化热解制备富芳烃生物油的适宜EGC/HZSM-5比例为1:1。在基于最佳EGC/HZSM-5双级催化工艺条件进行的催化剂寿命研究中,EGC/HZSM-5经4次重复热解实验使用后已失去催化活性。焦炭沉积和Ca CO3形成改变了EGC孔特性、碱性,导致其催化活性减弱。HZSM-5催化能力也因焦炭沉积覆盖活性位点和堵塞孔隙而有所下降。
其他文献
葛粉是富含异黄酮等活性物质的功能性饮品,口感润滑,深受消费者喜爱。但是葛粉存在两大问题,阻碍其产业发展:一、葛粉的冲调性不佳,用热水直接冲调极易结块,必须先用凉水调芡,食用不方便,而现有的改良方法均会破坏葛粉天然颗粒结构,导致口感劣变,掺假行为有机可乘;二、葛粉的主要成分是淀粉(约90%),容易引起餐后血糖快速升高,不利于人体健康,而慢消化葛粉鲜有研究。本课题目标是采用过热蒸汽技术和装备改善葛粉的
学位
目前,全面推动城市数字化转型成为国际与国内城市新一轮发力博弈的焦点。城市数字化转型作为伴随技术新兴的城市发展进程,具有历史较短、学科综合、主体多元以及影响力广泛等特点,目前尚未建立能够完全指导实践的理论经验。在这一背景下,从更广阔的视野和维度出发,通过典型案例研究国外数字城市转型案例的驱动力、机制以及经验,对于引导我国城市数字化转型实践具有重要意义。本文以德国达姆施塔特市的数字城市发展战略为例,通
期刊
“学起于思,思起于疑”,问题是思维的开端,是数学的灵魂。本文以人教版数学二年级上册“乘法的初步认识”的教学为例,浅谈教师如何在课堂核心要点处提出问题,引领学生聚焦重点展开学习,进一步提升学习力。
期刊
<正>一、习题展评习题一1.习题内容2.能力指向指向运算能力和模型意识素养。主要表现为能根据真实的生活情境,写出加法算式与乘法算式,理解乘法是加法的简便运算。借助“舞蹈队员排队”的情境,考查学生能从不同的角度有序观察、思考问题,并根据信息写出对应算式,感悟同一乘法算式在情境中所表达的具体意义可以不同,丰富学生对乘法意义的理解。
期刊
城市是人类文明的典型产物,是经济和社会发展的重要载体,而独角兽作为科创企业优秀代表,是衡量一个城市或地区发展潜力与创新生态的重要标志。研究中国独角兽城市指数对城市可持续发展、创新型国家建设具有重要意义。本文通过对中国城市的独角兽与隐形独角兽企业数量进行统计,生成中国独角兽城市指数排名,据此衡量城市创新生态系统和城市竞争力水平差异,围绕创新主体、创新资源、创新政策三个维度对北京、上海、杭州、深圳的赛
期刊
国家安全是国家稳定富强的前提条件,也是推进民族昌盛、人民幸福的重要保障。当今世界正经历新一轮大发展大变革大调整,我国正处于百年未有之大变局中,面对的是一个日益复杂和多变的国家安全环境,初中生的国家安全意识亟需提高。党的十九大报告指出要全面加强国家安全教育,并把总体国家安全观纳入思政课程之中,初中政治新教材《道德与法治》加入了总体国家安全观和国家安全意识教育等相关的重要内容,这表明国家对初中阶段学生
学位
作为活性物质的优良载体,凝胶食品在营养增效方面潜力巨大,然而较低的生物转化率已成为制约传统凝胶食品产业发展的共同难题,构建健康高效负载活性成分的凝胶体系是实现凝胶食品提质增效的关键问题。课题组前期研究显示,葛根素可以促进乳清蛋白凝胶的形成,且黄酮种类可以影响凝胶体系的组织结构和功能特性,然而目前关于黄酮结构如何影响凝胶成型、进而改变凝胶体系的负载能力等问题尚不清楚。由此,本文以卵清蛋白与黄酮(柚皮
学位
饮食结构的改变被认为是食物过敏的发病率逐年增长的潜在驱动因素。现已证明,西方的高脂肪和低膳食纤维饮食可以影响食物过敏的易感性。而高盐饮食对食物过敏的影响尚不清楚。研究表明,高盐饮食可以影响机体的免疫系统,特别是可以调节Th17和Treg细胞的功能。因此,本论文以食物过敏反应中KU812细胞(嗜碱性粒细胞)和Caco-2细胞(一种重要的肠上皮细胞)为对象,研究高盐暴露对卵白蛋白(OVA)引发食物过敏
学位
油茶籽油是我国四大木本植物油之一,主要含有油酸,含量高达75%,脂肪酸组成符合人体所需,并且含有角鲨烯、生育酚等多种生物活性物质,是一种营养价值丰富的功能性食用油脂。水代法是一种温和萃取油脂的方法,具有提取油脂品质高,工艺设备简便,能耗少,无有机溶剂的残留等优势。但在水代法提油过程中会出现极其稳定的乳化液,因此乳液的产生是水代法提油进行产业化应用的最大“瓶颈”。为提高水代法提油率,本研究在单一破乳
学位
目的:探讨中药口腔护理在重症患者中的应用。方法:选取医院ICU收治的80例重症患者按照随机抽签法分为对照组(40例)与干预组(40例),对照组患者使用生理盐水进行口腔护理,干预组患者使用自拟配方的中药护理液进行口腔护理,对比两组护理效果及两组口腔Beck评分情况。结果:干预组患者的护理总有效率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);干预组患者的Beck评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0
期刊