Fe负载污泥生物炭催化热解聚丙烯及产物特性

作     者：胡兆岩 张景新 何义亮 HU Zhaoyan;ZHANG Jingxin;HE Yiliang

作者机构：上海交通大学中英国际低碳学院上海201306 上海交通大学环境科学与工程学院上海200240 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2023年第42卷第2期

页      面：631-640页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(72061127004)。 

主　　题：污泥 生物炭 聚丙烯 热解 铁 

摘      要：针对塑料成分复杂、热解产油组分不稳定和品质控制难的问题,本文以市政污泥为原料制备Fe负载污泥基生物炭催化剂,以聚丙烯塑料(PP)催化热解促进焦油裂解与合成气生产的试验路线开展研究,分析了PP热解产物中焦油的去除效果、富H2合成气关键组分以及催化热解过程对污泥基生物炭表面特性的影响。结果显示FeCl_(3)浸渍比为5%(质量分数,以Fe计)制备的污泥基生物炭可显著促进PP催化热解产氢,1g塑料氢气产率达17.39mmol,分别高于未经Fe负载污泥生物炭催化对照组268.43%以及纯PP热解对照组2046.91%。催化热解过程强化了焦油裂解,焦油裂解率达29.65%。焦油组分中醇类物质相对占比下降,烯烃类与卤代酯类物质相对占比上升。同时,催化热解后污泥基生物炭表面出现特殊的薄层状孔隙结构,比表面积增至225.90m^(2)/g。XPS分析发现污泥基生物炭表面的碳氧官能团结合碳、晶格氧以及羧基氧相对比例上升,证明在此Fe浸渍比例下出现了更多的活性位点。