本技术公开了一种钯铈掺杂的ZSM‑5分子筛催化剂制备方法及应用,涉及ZSM‑5分子筛催化裂解技术领域技术领域。通过两次微波水热快速高效制备分子筛,大幅缩短了分子筛制备时间,再通过微波浸渍直接作用于材料内部,大大提升了钯铈负载于ZSM‑5分子筛的效率和均匀性,使得金属与分子筛稳固结合,提高了催化剂的热稳定性和使用寿命,显著增强了催化反应的催化活性和产物选择性。通过将钯铈掺杂的分子筛浸渍于石英棉薄片,并借助碳化硅辅助微波加热,将低值品有机物快速催化裂解,利用钯铈掺杂的ZSM‑5分子筛的催化以及选择性,得到高附加值且高产率的甲烷和氢气,产物经过冷凝系统极易收集纯化并再次利用,大大提升了其在低值品催化转化、废弃物资源化利用效率。
背景技术
随着有机物制品的广泛应用,有机废弃物已成为全球环境污染的重要来源。食品包装、塑料袋、薄膜等有机物制品难以降解,传统的填埋和焚烧处理方式带来了严重的生态问题,不仅浪费资源,还会释放有害物质污染土壤、水体和空气。因此,有效回收和处理有机废弃物成为亟待解决的问题。
目前,热裂解技术被认为是处理有机废弃物的有效途径之一。通过高温裂解,有机物中的聚合物链可分解为短链烃类产物,如烯烃和芳烃。然而,传统的热裂解工艺需在500℃至900℃的高温下进行,能耗高,反应时间长。此外,加热不均匀导致裂解产物选择性差,副产物多,目标产物收率低,这些局限性促使研究者寻求更高效、更环保的裂解方法。
微波加热技术因其快速、均匀的加热效果,近年来在化学反应中得到广泛应用,并逐渐成为替代传统加热方式的理想手段。微波加热通过直接作用于分子,使能量快速转化为热量,可在较短时间内达到反应温度,且能耗较低,能大大提高低值品有机物的裂解效率,但仍存在副产物过多,选择性差导致目标产物收率低,为获得目标产物需要对裂解产物进行大量分离工序,存在生产效率低下的问题。
实现思路