NiO/EVM催化剂的制备及其在秸秆热解中的应用

熊涛，李柏霖，李泽善，肖梦涵，张毅然，何貟，申文娟，李建芬

(武汉轻工大学 化学与环境工程学院，湖北 武汉 430023)

中国的农作物秸秆资源相当丰富，将秸秆通过生物质热解技术转化为合成气可以提高用能品质，节约能源[1-3]。然而，生物质热解的过程中会产生大量的焦油，很容易造成管路堵塞并腐蚀反应器[4]。催化裂解是解决焦油问题最高效、最经济的技术方法。镍基催化剂被证明是提高气体产品质量的最有效的催化剂[5]。镍基催化剂最常用的载体是Al2O3。但是Al2O3载体上存在大量酸性位点，使其易积炭，导致失活[6-8]。

本文制备了以膨胀蛭石(EVM)为载体的NiO/EVM催化剂，用于秸秆的催化热解，考察其催化性能，以进一步检验膨胀蛭石作为镍基催化剂载体的可行性。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

99.999%高纯氮气；六水合硝酸镍、尿素均为分析纯；去离子水；膨胀蛭石，取自石家庄雨馨建筑材料有限公司；水稻秸秆，取自武汉周边农场。

DHG-9141A型电热恒温鼓风干燥箱；SRJX-4-13型箱式电阻炉；YS-08型高速破碎机；BTF-1200C型固定床热解炉；岛津7000型X射线衍射仪；EDX-7000型X射线荧光光谱仪；S-3000N型扫描电子显微镜；ASAP2460型比表面及孔径分析仪；FLASH2000元素分析仪；Gasboard-3100红外煤气分析仪。

1.2 水稻秸秆分析

将水稻秸秆粉碎至0.5～1 mm，放入烘箱中烘24 h，然后密封储存。根据GB/T 28731—2012对秸秆进行工业分析，并用元素分析仪测定各元素的含量，结果见表1。

表1 水稻秸秆的元素分析和工业分析Table 1 Proximate and ultimate analyses of the rice straw

1.3 催化剂制备

将膨胀蛭石粉末放入烧杯中，加入去离子水，在磁力搅拌器上搅拌4 h。过滤，在110 ℃烘干，以减少杂质对催化剂的影响。……