镁铝尖晶石催化剂及其制备方法和木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法

1.本发明涉及木质生物质转化技术领域，具体涉及镁铝尖晶石催化剂及其制备方法和木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法。


背景技术：

2.生物质热解过程是极其复杂的，包括了多种物理和化学过程，如物质的扩散与流动、生物油的冷凝等物理过程以及大分子化合物的解聚或开环、生成物官能团间的反应等化学过程。调整热解因素，如热解时长、升温速率、填加定向催化剂等因素，可提高目标产物的得率。在当今化石类不可再生资源日趋紧张的形势下，及早开展可再生资源生物质热解制备化合物技术的相关研究，有利于缓解化石资源的压力，同时能实现我国生物质的高值化的高效可再生利用，具有重要的现实意义。
3.但现有技术中，使用木质生物质热解催化重整制备醛类化合物的过程中，由于木质生物质热解温度较高且在热解过程中有生物炭产生，易使催化剂积炭而失活，所以对催化剂的热稳定性与催化活性持续性能要求较高。因此，如何克服现有技术的不足是目前生物质能利用技术领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，其主要解决的是现有木质生物质热解催化重整制备醛类化合物的过程中其常规的催化剂容易因积炭而失活的技术问题。
5.为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种镁铝尖晶石催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将镁盐、铝盐与水混合，得到混合盐溶液，加入氨水溶液，反应生成白色絮状沉淀，经过滤收集沉淀物，加入聚乙二醇的溶液，搅拌均匀后干燥、煅烧，对煅烧产物进行球磨，得到镁铝尖晶石粉末；(2)将所述镁铝尖晶石粉末与金属化合物混合均匀，然后进行焙烧，得到负载双金属氧化物的镁铝尖晶石催化剂，其中，所述金属化合物为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中的任意两种组合。
6.进一步，步骤(1)中镁盐、铝盐按照mgo∶al2o3摩尔比为1：1-2进行混合；任选的，步骤(1)中聚乙二醇占所述沉淀物总质量的1-5％，所述聚乙二醇为聚乙二醇-2000、聚乙二醇70000，聚乙二醇100000、聚乙二醇130000中的任意2种；优选地，将聚乙二醇事先溶解在乙醇中，然后再与所述沉淀物混合；任选的，步骤(1)中煅烧的温度为800-1000℃，时间为1-3h。
7.进一步，步骤(2)中将镁铝尖晶石与硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中的任意一种金属化合物均匀混合，然后加入乙醇并在超声中均匀分散3-5小时，然后再从硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中选择一种不同于前次加入的金属化合物加入到混合溶液中，
继续在超声波中均匀分散3-5小时后，然后在40-60℃恒温搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，在95-105℃下干燥10小时，得到混合均匀的粉体；任选的，步骤(2)中所述焙烧的温度为400-900℃，焙烧时间为3-5小时。
8.基于同一发明构思，本发明还提供一种镁铝尖晶石催化剂，由上述任一所述制备方法制得，其中，所述镁铝尖晶石催化剂为具有多级孔径的tio
2-zro
2-mas、tio
2-zno-mas、tio
2-fe2o
3-mas、zro
2-zno-mas、zro
2-fe2o
3-mas或zno-fe2o
3-mas，其中mas代表镁铝尖晶石，镁铝尖晶石作为基体负载双金属氧化物，镁铝尖晶石具有不同孔径的孔洞，包括孔径为2-10nm、10-15nm、15-25nm中至少两种孔径的孔洞。
9.进一步，所述镁铝尖晶石催化剂中，双金属氧化物的总质量与所述镁铝尖晶石质量的比值为0.005-0.1。
10.本发明中，负载型镁铝尖晶石催化剂的载体是由mgo和al2o3合成的，不仅具有mgo、al2o3的优点，同时还具有酸性和碱性两种活性中心，拥有孔洞结构。镁铝尖晶石的饱和结构使其具有较高的热稳定性，它的晶相结构可以在高温下保持不变，熔点为2135℃。镁铝尖晶石具有催化效果，负载金属氧化物后，热稳定性不变，且对目标产物具有高效的催化效果和选择性。因此，尖晶石非常适用于热解催化剂，尤其是作为负载型金属催化剂的载体，既可避免金属组分因积碳、烧结而失活，又可将活性金属负载在具有特定结构的载体上，借助载体效应以较少活性金属量来获得较好的催化性能，其性质会因金属组分的介入而使其活性具有独特性。此外，本发明通过采用多级孔径(2-25nm)的镁铝尖晶石催化剂负载tio2、zro2、zno、fe2o3等双金属氧化物，使不同分子大小与结构的热解产物通过催化剂时，通过不同径级的孔洞被连续定向催化，相比具有单一径级孔洞结构的催化剂而言，进一步提高了气相重整效率和目标产物产率。
11.基于同一发明构思，本发明还提供一种木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，使用上述的镁铝尖晶石催化剂对木质生物质进行多级孔径连续定向催化热解气相重整，得到含醛类化合物的液体产物。优选地，包括如下步骤：s1，将颗粒状的木质生物质和催化剂装入热解反应装置中，其中，催化剂为负载型镁铝尖晶石催化剂，且木质生物质与催化剂的质量比为1:1-1:5；s2，使用隔离结构将木质生物质和催化剂隔开；s3，在氮气气氛下进行定向催化热解重整反应，得到热解催化气；s4，热解催化气经过冷凝得到含醛类化合物的液体产物。本发明中，所述的木质生物质和催化剂的质量比为1:1～1:5，超过这个比例，即催化剂的用量过高，冷凝后液体物质收集困难，大部分富集在催化剂的表面，而若低于这个比例，则冷凝获得的液体物质中醛类化合物含量较低。
12.进一步，木质生物质为杨木粉末颗粒、榆木粉末颗粒、水曲柳木粉末颗粒、柞木粉末颗粒、桦木粉末颗粒和枫木颗粒中的任意一种或多种。
13.进一步，木质生物质的粒径大小为0.2-0.5um。
14.进一步，步骤s3中，热解反应装置以10-50k/min的升温速率升至400-600℃；优选地，催化热解重整反应时间为20-50min。
15.进一步，步骤s2中，使用石棉将木质生物质和催化剂隔开。
16.上述技术方案具有如下优点或有益效果：
17.本发明所述的木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法中，采用的多级孔径负载型镁铝尖晶石催化剂，在较高的温度下对木质生物质进行多级孔径连续定
向催化热解气相重整，可有效改变木质生物质的热解反应途径，大幅地促进醛类化合物的生成，同时抑制其他有机液体副产物的生成。本发明的醛类化合物占热解产物生物油得率的60％以上，远高于木质生物质无催化(约12％)或其他催化剂(约30％)条件下的比例，更重要的是醛类化合物中的重要品种糠醛占热解产物生物油的比例高达50％以上。
附图说明
18.图1是本发明实施例的zro
2-fe2o
3-mas催化剂的扫描电镜图。
19.图2是本发明实施例的tio
2-zno-mas催化剂的扫描电镜图。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明作进一步描述。
21.本领域技术人员应理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
22.本发明所述的具有孔洞孔径为2-25nm的负载双金属氧化物的镁铝尖晶石催化剂的制备方法具体为：
23.镁铝尖晶石载体的制备：按mgo∶al2o3(摩尔比)＝1：1.5将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入一定量的聚乙二醇(mgo和al2o3总质量1-5％的聚乙二醇-2000、聚乙二醇70000，聚乙二醇100000、130000中的任意2种)，聚乙二醇需事先在乙醇中充分溶解。然后经90℃烘干，煅烧(800-1000℃、1-3h)，球磨分散得到具有不同孔径分布的mgal2o4粉末。
24.负载双金属氧化物的镁铝尖晶石催化剂的制备方法：将镁铝尖晶石与金属化合物(硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中的一种)均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散3-5小时，然后再加入第二种金属化合物(硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中的一种，且不同于第一次加入的金属化合物)，继续在超声波中均匀分散3-5小时后，然后在40-60℃恒温搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，在95-105℃下干燥10小时，得到混合均匀的粉体；再进行焙烧，焙烧的温度为400-900℃，焙烧时间为3-5小时，相应地制得具有多级孔径的tio
2-zro
2-mas、tio
2-zno-ma s、tio
2-fe2o
3-mas、zro
2-zno-mas、zro
2-fe2o
3-mas、zno-fe2o
3-mas催化剂。
25.下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。(本发明如果没有特殊说明，百分号为质量百分数。)
26.实施例1按mgo：al2o3(摩尔比)＝1﹕1.5，称取4.04g的mgcl2·
6h2o、14.44g的alcl3·
6h2o，将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入0.019g聚乙二醇70000，0.019g聚乙二醇130000，然后经90℃烘干，煅烧
(900℃、1h)，球磨分散得到具有多级孔径分布的mgal2o4粉末。取上述2g的mgal2o4粉末，与0.022g金属化合物钛酸正丁酯均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散5小时，然后再加入0.014g第二种金属化合物硝酸锆，继续在超声波中均匀分散5小时后，在40℃恒温缓慢搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，95℃下干燥10小时，取出后放入马弗炉中在900℃下焙烧3小时，制得具有多级孔径的tio
2-zro
2-mas催化剂催化剂。
27.实施例2按mgo：al2o3(摩尔比)＝1﹕2，称取4.04g的mgcl2·
6h2o、19.24g的alcl3·
6h2o，将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入0.1g聚乙二醇2000，0.14g聚乙二醇100000，然后经90℃烘干，煅烧(800℃、3h)，球磨分散得到具有多级孔径分布的mgal2o4粉末。取上述2g的mgal2o4粉末，与0.215g金属化合物钛酸正丁酯均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散3小时，然后再加入0.152g第二种金属化合物硝酸铁，继续在超声波中均匀分散3小时后，在60℃恒温缓慢搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，105℃下干燥10小时，取出后放入马弗炉中在400℃下焙烧5小时，制得具有多级孔径的tio
2-fe2o
3-mas催化剂催化剂。
28.实施例3按mgo：al2o3(摩尔比)＝1﹕1，称取4.04g的mgcl2·
6h2o、9.62g的alcl3·
6h2o，将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入0.05g聚乙二醇2000，0.09g聚乙二醇130000，然后经90℃烘干，煅烧(1000℃、1.5h)，球磨分散得到具有多级孔径分布的mgal2o4粉末。取上述2g的mgal2o4粉末，与0.431g金属化合物钛酸正丁酯均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散4小时，然后再加入0.233g第二种金属化合物硝酸锌，继续在超声波中均匀分散4小时后，在50℃恒温缓慢搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，100℃下干燥10小时，取出后放入马弗炉中在600℃下焙烧4小时，制得具有多级孔径的tio
2-zno-mas催化剂催化剂。
29.实施例4按mgo：al2o3(摩尔比)＝1﹕2，称取4.04g的mgcl2·
6h2o、19.24g的alcl3·
6h2o，将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入0.08g聚乙二醇2000，0.16g聚乙二醇130000，然后经90℃烘干，煅烧(850℃、2h)，球磨分散得到具有多级孔径分布的mgal2o4粉末。取上述2g的mgal2o4粉末，与0.279g金属化合物硝酸锆均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散5小时，然后再加入0.186g第二种金属化合物硝酸锌，继续在超声波中均匀分散3小时后，在60℃恒温缓慢搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，100℃下干燥10小时，取出后放入马弗炉中在700℃下焙烧3.5小时，制得具有多级孔径的zro
2-zno-mas催化剂催化剂。
30.实施例5按mgo：al2o3(摩尔比)＝1﹕1.5，称取4.04g的mgcl2·
6h2o、14.44g的alcl3·
6h2o，将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入0.05g聚乙二醇2000，0.10g聚乙二醇130000，然后经90℃烘干，煅烧(800℃、2.5h)，球磨分散得到具有多级孔径分布的mgal2o4粉末。取上述2g的mgal2o4粉末，与0.349g金属化合物硝酸锆均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散5小时，然后再加入0.304g第二种金属化合物硝酸铁，继续在超声波中均匀分散3.5小时后，在60℃恒温缓慢搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，100℃下干燥10小时，取出后放入马弗炉中在650℃下焙烧4小时，制得具有多级孔径的zro
2-fe2o
3-mas催化剂催化剂。
31.实施例6按mgo：al2o3(摩尔比)＝1：1，称取4.04g的mgcl2·
6h2o、9.62g的alcl3·
6h2o，将mgcl2·
6h2o和alcl3·
6h2o配制成浓度为0.5mol/l的混合盐溶液，在快速搅拌下缓慢滴入氨水溶液，保持溶液ph＝11-12之间。生成的白色絮状沉淀经过滤、水洗除去杂质。在过滤、水洗之后再加入0.08g聚乙二醇2000，0.06g聚乙二醇70000，然后经90℃烘干，煅烧(900℃、2.5h)，球磨分散得到具有多级孔径分布的mgal2o4粉末。取上述2g的mgal2o4粉末，与0.163g金属化合物硝酸锌均匀混合，然后加入乙醇在超声中均匀分散4.5小时，然后再加入0.212g第二种金属化合物硝酸铁，继续在超声波中均匀分散4小时后，在60℃恒温缓慢搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，100℃下干燥10小时，取出后放入马弗炉中在650℃下焙烧3.5小时，制得具有多级孔径的zno
2-fe2o
3-mas催化剂催化剂。
32.实施例7将0.2g杨木粉装入预先放有0.2g tio
2-zro
2-mas催化剂(孔径2.0-5.63nm、12.37-14.52nm)的热解反应装置中，并采用石棉将杨木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.005，在氮气气氛下以10k/min升温速率升至400℃，进行催化热解重整反应20min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为65.73％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为50.38％。
33.实施例8将0.2g榆木粉装入预先放有1.0g tio
2-zno-mas催化剂(孔径4.70-10.0nm、11.83-14.65nm)的热解反应装置中，并采用石棉将榆木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.05，在氮气气氛下以50k/min升温速率升至600℃，进行催化热解重整反应50min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为72.61％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为55.37％。
34.实施例9将0.2g水曲柳木粉装入预先放有0.6g tio
2-fe2o
3-mas催化剂(孔径10.0-13.50nm、15.0-19.28nm)的热解反应装置中，并采用石棉将水曲柳木粉与催化剂隔开，且镁
铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.1，在氮气气氛下以15k/min升温速率升至450℃，进行催化热解重整反应40min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为78.71％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为64.88％。
35.实施例10将0.2g柞木粉装入预先放有0.4g zro
2-zno-mas催化剂(孔径12.07-15.0nm、18.47-23.61nm)的热解反应装置中，并采用石棉将柞木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.02，在氮气气氛下以20k/min升温速率升至500℃，进行催化热解重整反应30min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为60.69％，其中糠醛占57.88％。
36.实施例11将0.2g桦木粉装入预先放有0.8g zro
2-fe2o
3-mas催化剂(孔径4.06-6.35nm、15.87-25.0nm)的热解反应装置中，并采用石棉将桦木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.04，在氮气气氛下以30k/min升温速率升至450℃，进行催化热解重整反应25min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为67.93％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为56.28％。
37.实施例12将0.2g枫木粉装入预先放有0.2g zno-fe2o
3-mas催化剂(孔径3.81-9.42nm、12.63-25.0nm)的热解反应装置中，并采用石棉将枫木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.07，在氮气气氛下以40k/min升温速率升至550℃，进行催化热解重整反应35min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为65.82％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为59.04％。
38.实施例13将0.2g榆木粉装入预先放有0.6g zro
2-fe2o
3-mas催化剂(孔径6.32-9.40nm、15.77-23.81nm)的热解反应装置中，并采用石棉将榆木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.1，在氮气气氛下以15k/min升温速率升至500℃，进行催化热解重整反应30min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为83.14％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为75.59％。
39.实施例14将0.2g枫木粉装入预先放有0.5g zro
2-zno-mas催化剂(孔径4.06-7.25nm、10.36-13.18nm)的热解反应装置中，并采用石棉将枫木粉与催化剂隔开，且镁铝尖晶石催化剂中，两种金属氧化物负载的总质量与载体(镁铝尖晶石)质量的比值为0.06，在氮气气氛下以20k/min升温速率升至500℃，进行催化热解重整反应25min，得到的热解催化气经过冷凝获得富含醛类化合物的液体产物。醛类化合物占液体产物的质量百分率为67.04％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为56.64％。
40.对比例1将0.2g水曲柳粉装入预先放有1.0g mgal2o4催化剂(孔径4.17-9.35nm、12.72-15.46nm)的热解反应装置中，并采用石棉将水曲柳粉与催化剂隔开，在氮气气氛下以15k/min升温速率升至500℃，进行催化热解重整反应40min，得到的热解催化气经过冷凝获得液体产物。其中醛类化合物占液体产物的质量百分率为22.05％，其中糠醛占液体产物的质量百分率为16.80％。
41.以上所述，实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中的部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，因此本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.镁铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将镁盐、铝盐与水混合，得到混合盐溶液，加入氨水溶液，反应生成白色絮状沉淀，经过滤收集沉淀物，加入聚乙二醇的溶液，搅拌均匀后干燥、煅烧，对煅烧产物进行球磨，得到镁铝尖晶石粉末；(2)将所述镁铝尖晶石粉末与金属化合物混合均匀，然后进行焙烧，得到负载双金属氧化物的镁铝尖晶石催化剂，其中，所述金属化合物为硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中的任意两种组合。2.根据权利要求1所述的镁铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中镁盐、铝盐按照mgo∶al2o3摩尔比为1：1-2进行混合；任选的，步骤(1)中聚乙二醇占所述沉淀物总质量的1-5％，所述聚乙二醇为聚乙二醇-2000、聚乙二醇70000，聚乙二醇100000、聚乙二醇130000中的任意2种；优选地，将聚乙二醇事先溶解在乙醇中，然后再与所述沉淀物混合；任选的，步骤(1)中煅烧的温度为800-1000℃，时间为1-3h。3.根据权利要求1所述的镁铝尖晶石催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中将镁铝尖晶石与硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中的任意一种金属化合物均匀混合，然后加入乙醇并在超声中均匀分散3-5小时，然后再从硝酸铁、硝酸锌、硝酸锆、钛酸正丁酯中选择一种不同于前次加入的金属化合物加入到混合溶液中，继续在超声波中均匀分散3-5小时后，然后在40-60℃恒温搅拌下使溶剂蒸发，待物料完全干燥后放入烘箱中，在95-105℃下干燥10小时，得到混合均匀的粉体；任选的，步骤(2)中所述焙烧的温度为400-900℃，焙烧时间为3-5小时。4.一种镁铝尖晶石催化剂，其特征在于：由权利要求1至3任一项所述的镁铝尖晶石催化剂的制备方法制备得到，所述镁铝尖晶石催化剂为具有多级孔径的tio
2-zro
2-mas、tio
2-zno-mas、tio
2-fe2o
3-mas、zro
2-zno-mas、zro
2-fe2o
3-mas或zno-fe2o
3-mas，其中mas代表镁铝尖晶石，镁铝尖晶石作为基体负载双金属氧化物，镁铝尖晶石具有不同孔径的孔洞，包括孔径为2-10nm、10-15nm、15-25nm中至少两种孔径的孔洞。5.根据权利要求4所述的镁铝尖晶石催化剂，其特征在于：所述镁铝尖晶石催化剂中，双金属氧化物的总质量与所述镁铝尖晶石质量的比值为0.005-0.1。6.一种木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，其特征在于：使用权利要求4或5所述镁铝尖晶石催化剂对木质生物质进行多级孔径连续定向催化热解气相重整，得到含醛类化合物的液体产物。7.根据权利要求6所述的木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，其特征在于：包括如下步骤：s1，将颗粒状的木质生物质和催化剂装入热解反应装置中，其中，催化剂为负载型镁铝尖晶石催化剂，且木质生物质与催化剂的质量比为1:1-1:5；s2，使用隔离结构将木质生物质和催化剂隔开；s3，在氮气气氛下进行定向催化热解重整反应，得到热解催化气；s4，热解催化气经过冷凝得到含醛类化合物的液体产物。8.根据权利要求7所述的木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，其特征在于：木质生物质为杨木粉末颗粒、榆木粉末颗粒、水曲柳木粉末颗粒、柞木粉末颗
粒、桦木粉末颗粒和枫木颗粒中的任意一种或多种。9.根据权利要求8所述的木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，其特征在于：木质生物质的粒径大小为0.2-0.5um。10.根据权利要求7所述的木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，其特征在于：步骤s3中，热解反应装置以10-50k/min的升温速率升至400-600℃；任选的，催化热解重整反应时间为20-50min；任选的，步骤s2中，使用石棉将木质生物质和催化剂隔开。

技术总结
本发明公开了镁铝尖晶石催化剂及其制备方法和木质生物质热解气相定向催化重整制备醛类化合物的方法，包括如下步骤：将镁盐、铝盐与水混合，得到混合盐溶液，加入氨水溶液，反应生成白色絮状沉淀，经过滤收集沉淀物，加入聚乙二醇的溶液，搅拌均匀后干燥、煅烧，对煅烧产物进行球磨，得到镁铝尖晶石粉末；将所述镁铝尖晶石粉末与金属化合物混合均匀，然后进行焙烧，得到负载双金属氧化物的镁铝尖晶石催化剂。本发明的铝镁尖晶石非常适用于热解催化剂，既可避免金属组分因积碳、烧结而失活，又可将活性金属负载在具有特定结构的载体上，借助载体效应以较少活性金属量来获得较好的催化性能，其性质会因金属组分的介入而使其活性具有独特性。有独特性。有独特性。


技术研发人员：黄元波 张晓东 詹锦煌 何宏舟 李豪 薛运强
受保护的技术使用者：集美大学
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/8/21