一种生物油加氢脱氧的方法
阅读说明：本技术 一种生物油加氢脱氧的方法 (Method for hydrodeoxygenation of bio-oil ) 是由 李寒煜 邱方程 李宗红 郑欣 杨雪滢 刘荣海 宋玉锋 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种生物油加氢脱氧的方法,将生物油置入特定H型电解槽中负载Pt/CeO-(2)/C催化剂进行恒电位电化学加氢脱氧,反应条件温和、选择性高、清洁无污染、工艺流程简单且反应容易控制,加氢效率高。(The invention discloses a method for hydrodeoxygenation of bio-oil, which comprises the step of placing the bio-oil into a specific H-shaped electrolytic tank to load Pt/CeO 2 The catalyst/C is used for carrying out constant potential electrochemical hydrodeoxygenation, and has the advantages of mild reaction conditions, high selectivity, cleanness, no pollution, simple process flow, easy reaction control and high hydrogenation efficiency.)
技术领域
本发明属于氢油制备领域，具体涉及一种生物油加氢脱氧的方法。
背景技术
随着石油等不可再生资源的日益消耗，寻找新的能源替代品显得十分迫切。生物质是目前比较理想的替代石油生产燃料以及化学品的有机碳源。在由传统能源向生物质能源转型的过程中，如何低成本将廉价的生物质转化成燃料和化学品至关重要。将很多生物质(木头、农业废弃物等)通过一定条件下热解的方法，可以将生物质中50％-90％的能量转移到生物油中。生物油本身含氧量较高，热值相比较普通燃料油较低，并且本身呈酸性，具有化学不稳定性，生物油在实际应用之前必须进行品质提升。因此，设计一种反应条件温和、选择性高、清洁无污染、工艺流程简单且反应容易控制的生物油品质提升方法对于新能源领域具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供应条件温和、选择性高、清洁无污染、工艺流程简单且反应容易控制的生物油品质提升方法，提出了一种生物油加氢脱氧的方法。
本发明采用如下技术方案：
一种生物油加氢脱氧的方法，其关键在于：将生物油置入特定H型电解槽中负载Pt/CeO2/C催化剂进行恒电位电化学加氢脱氧；
所述特定H型电解槽的阳极室和阴极室采用Nafion117膜进行隔离，所述特定H型电解槽的阳极采用铂网，阴极以碳纸作为载体，负载Pt/CeO2/C催化剂，以Ag/AgCl电极作为参比电极；
所述特定H型电解槽的阴极室中电解液包括47.5wt％异丙醇、47.5wt％去离子水和5wt％醋酸；
所述特定H型电解槽的阳极室中电解液为以10wt％甲醇和90wt％去离子水作为溶剂的1mor/L KOH溶液。
作为优选方案，所述生物油包括苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚、糠醛等未饱和的含氧化合物。
作为优选方案，所述Pt/CeO2/C催化剂制备步骤为：
S1.将适量H2PtCl6·6H2O溶液、乙二醇、Ce(NO3)3·6H2O、Vulcan XC-72加入烧瓶中充分搅拌30min，边搅拌边用1mor/L KOK溶液调成PH值为13的混合溶液；
S2.将上述混合溶液于130℃，N2氛围下油浴回流3h后冷却至室温；
S3.对步骤S2得到的溶液进行抽滤，并将抽滤物转移至80℃的真空烘箱中充分干燥，即可制的。
作为优选方案，采用负电位进行电解操作。
作为优选方案，所述Pt/CeO2/C催化剂采用3.9mM H2PtCl6·6H2O溶液，100mL乙二醇，51-202mg Ce(NO3)3·6H2O溶液和80-140mg Vulcan XC-72为原材料。
作为优选方案，所述Pt/CeO2/C催化剂采用151mg Ce(NO3)3·6H2O溶液为原料。
有益效果：本发明的一种生物油加氢脱氧的方法，将生物油置入特定H型电解槽中负载Pt/CeO2/C催化剂进行恒电位电化学加氢脱氧，应条件温和、选择性高、清洁无污染、工艺流程简单且反应容易控制，加氢效率高。
附图说明
图1为实施例1中不同二氧化铈含量催化剂电催化苯甲醛在不同电位下进行恒定电位电解加氢4h后的生物油转化速率；
图2为实施例2中苯甲醛、糠醛、苯酚、乳酸分别在不同电位下进行恒定电位电解加氢4h后的生物油转化速率。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的详细说明：
一种生物油加氢脱氧的方法，将生物油置入特定H型电解槽中负载Pt/CeO2/C催化剂进行恒电位电化学加氢脱氧，采用负电位进行电解操作；
所述特定H型电解槽的阳极室和阴极室采用Nafion117膜进行隔离，所述特定H型电解槽的阳极采用铂网，阴极以碳纸作为载体，负载Pt/CeO2/C催化剂，以Ag/AgCl电极作为参比电极；
所述特定H型电解槽的阴极室中电解液包括47.5wt％异丙醇、47.5wt％去离子水和5wt％醋酸；
所述特定H型电解槽的阳极室中电解液为以10wt％甲醇和90wt％去离子水作为溶剂的1mor/L KOH溶液。
所述生物油包括苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚、糠醛等未饱和的含氧化合物。
所述Pt/CeO2/C催化剂制备步骤为：
S1.将适量H2PtCl6·6H2O溶液、乙二醇、Ce(NO3)3·6H2O、Vulcan XC-72加入烧瓶中充分搅拌30min，边搅拌边用1mor/L KOK溶液调成PH值为13的混合溶液；
S2.将上述混合溶液于130℃，N2氛围下油浴回流3h后冷却至室温；
S3.对步骤S2得到的溶液进行抽滤，并将抽滤物转移至80℃的真空烘箱中充分干燥，即可制的。
其中，优选所述Pt/CeO2/C催化剂采用3.9mM H2PtCl6·6H2O溶液，100mL乙二醇，51-202mg Ce(NO3)3·6H2O溶液和80-140mgVulcan XC-72为原材料，其中优选采用151mg Ce(NO3)3·6H2O溶液为原料，根据Ce(NO3)3·6H2O加入量的不同(加入量分别为51mg，101mg，151mg，202mg)，将催化剂命名为Pt/10CeO2/C，Pt/20CeO2/C，Pt/30CeO2/C，Pt/40CeO2/C。
实施例1：以苯甲醛为反应物，分别以Pt/10CeO2/C，Pt/20CeO2/C，Pt/30CeO2/C，Pt/40CeO2/C作为催化剂测试苯甲醛电化学加氢性能。测试方法为：分别在不同电位下进行恒定电位电解加氢4h，计算平均每小时生物油转化量。
如附图1所示，通过测试可以看出，电位越负，加氢驱动力越大，其中Pt/30CeO2/C具有最高的电化学催化加氢效率，对于不同二氧化铈含量的催化剂，催化苯甲醛加氢速率所遵循的规律为：随着二氧化铈负载量升高，苯甲醛加氢速率呈现先升高后降低的趋势，在Pt/30CeO2/C催化加氢下具有最高的加氢转化速率，这说明适量二氧化铈的加入具有提升Pt催化效率的作用。
实施例2：按上述步骤以Pt/30CeO2/C作为催化剂，分别测试苯甲醛，糠醛，苯酚，乳酸的电化学加氢性能。测试方法为：分别在不同电位下进行恒定电位电解加氢4h，计算平均每小时生物油转化量。
如附图2所示，通过测试可以看出，电位越负，加氢驱动力越大，其中苯甲醛和糠醛具有较高的电化学加氢效率。对于四种反应物，加氢的起始电位均位于-0.7V，苯甲醛的加氢效率随着电位负移，逐渐升高，当电位负移至-1.5V时，加氢转化量达到了5.28mmol g-1cat h-1，当电位达到-1.5V时，糠醛加氢转化量达到3.89mmol g-1cat h-1，苯酚对于该体系的加氢响应较低，最大转化量为1.59mmol g-1cat h-1，对于乳酸，在该体系下基本不发生加氢反应。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
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