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生物炭负载金属催化剂的制备及其应用的研究进展*

2021-05-08曾子鸿田晓洁王允圃张淑梅刘玉环RogerRuan

功能材料 2021年4期
关键词:催化剂生物

曾子鸿,田晓洁,王允圃,张淑梅,刘玉环,Roger Ruan

(1.南昌大学 生物质转化教育部工程研究中心,南昌 330047;2.南昌大学 食品科学与技术国家重点实验室,南昌 330047;3.University of Minnesota Center for Biorefining and Department of Bioproducts and Biosystems Engineering,USA MN 55108)

0 引 言

随着现代社会的发展,化石能源日渐枯竭,越来越多的研究人员开始关注可再生能源的开发,其中生物质能源是最重要的可再生能源之一。据国家能源局印发的《生物质能发展“十三五”规划》[1]数据显示,目前全国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤,目标至2020年,生物质能年利用量约5800万吨标准煤。全国每年要浪费大部分的生物质资源,因此生物质急需妥善的处理及应用,而在众多利用生物质能源的方法中热化学转化法是最有效的方式之一,而热化学方法处理生物质可产生固态化合物(生物炭)、气态化合物(合成气)以及由气态化合物冷凝所产生的液态化合物(生物油)。

生物炭是生物质热化学处理的主要产物,由于其优异的性能,如相对较低的孔隙率和表面积,以及表面丰富的官能团和丰富的Na、Ca、Mg和K等元素,被广泛用作催化剂载体。在其制备过程中,化学处理和炭化方式尤为重要,其主要目的是调节生物炭的孔隙率和表面积、改变官能团、增加磁性和催化能力等。本文对制备方法中的前处理、炭化方式以及后处理进行了较为详细的介绍。

金属是一类重要的催化剂,但其单独使用时易于团聚而失活,需要分散度高的结构作为载体。而生物炭具有高碳含量、稳定结构和强大的吸附能力,其多孔性可以减少金属在载体表面的聚集,且其原料成本及制备能耗低,十分适合作为金属的载体。……

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