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Ga、Zn改性ZSM-5对生物质热裂解产物单环芳烃选择性的影响

收稿日期：2023-11-29 修回日期：2023-12-28 刊出日期：2024-04-08

DOI:10.20078/j.eep.20240102

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    摘要：针对生物油组分复杂、含氧量高等问题,通过使用金属改性催化剂改善生物油的组成,提高生物油中单环芳烃(Monocyclic Aromatics Hydrocarbon, MAHs)的选择性,并探讨了生物质催化热裂解反应机理。以硝酸镓、硝酸锌为改... 展开+
    摘要：

    针对生物油组分复杂、含氧量高等问题,通过使用金属改性催化剂改善生物油的组成,提高生物油中单环芳烃(Monocyclic Aromatics Hydrocarbon, MAHs)的选择性,并探讨了生物质催化热裂解反应机理。以硝酸镓、硝酸锌为改性剂,采用离子交换法对不同硅铝比的ZSM-5进行改性,使用Py-GC/MS外标法探究硅铝比(30、40、50和60)和金属元素类型(Ga、Zn)对玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃选择性的影响。结果表明,对于Ga/ZSM-5,硅铝比为30时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为19.02%,是在母体ZSM-5(30)催化下的1.38倍;对于Zn/ZSM-5,硅铝比为40时更有利于单环芳烃的产生,此时玉米秸秆催化热裂解产物单环芳烃的相对含量为22.18%,是在母体ZSM-5(40)催化下的1.51倍。硅铝比对二甲苯、萘和二甲基萘的产率影响比改性金属元素影响大,改性金属元素对苯、甲苯和茚的产率影响比硅铝比影响大。从生物油的相对含量、元素组成、芳香烃的相对含量、以及单环芳烃的产率来看,Zn/ZSM-5(40)的催化效果优于Ga/ZSM-5(30)。

    收起-

    作者：

    • 柴美云1,2
    • 刘荣厚1,*

    作者简介

    作者简介：柴美云(1990—),女,山东德州人,博士,主要研究方向为生物质催化热解。E-mail:chaimeiyun@phky.com.cn
    通讯作者：刘荣厚(1960—),男,辽宁沈阳人,教授,主要研究方向为生物质能与环境保护理论与技术。E-mail:liurhou@sjtu.edu.cn

    单位

    • 1. 上海交通大学 农业与生物学院生物质能工程研究中心
    • 2. 上海磐合科学仪器股份有限公司 应用研发中心

    关键字

    • 生物质
    • 催化热裂解
    • 生物油
    • 单环芳烃选择性
    • 金属改性ZSM5

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目(51776127)

    引用格式

    柴美云,刘荣厚.Ga、Zn改性ZSM-5对生物质热裂解产物单环芳烃选择性的影响[J].能源环境保护,2024,38(2):123-135.

    CHAI Meiyun, LIU Ronghou. Effect of Ga, Zn modified ZSM-5 catalysts on the biomass catalytic pyrolysis for MAHs production[J]. Energy Environmental Protection, 2024, 38(2): 123-135.

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