皂脚是食用油脂生产工艺中碱炼脱酸工序中的副产物,其主要成分是脂肪酸钠、中性油、磷脂、水分及其它类脂物,是制备高品质生物油的最佳原料之一。微波辅助催化热解植物油皂脚制备生物油具有良好的发展前景,但该工艺存在催化剂易钝化失活以及催化床层压降高等问题。为选择出更佳的催化剂提高生物油的品质,本文合成一类微波响应催化剂,使其兼具微波吸收特性与分子筛催化功能,并为此催化剂的应用改进微波热解体系,完成微波热解与非原位微波催化重整体系的串联,实现微波协同强化催化反应以获得高品质生物油。主要工作及结论如下:1.采用微波合成法合成了复合催化剂,探究SiC泡沫陶瓷成为催化剂载体的可能性。采用比表面积测试、X射线衍射技术和扫描电子显微镜对其进行了表征,并研究了复合催化剂在下吸式系统中微波共热解大豆油皂脚及大豆秸秆对产物分布和化学成分的影响。结果表明,SiC泡沫陶瓷表面成功地均匀生长了ZSM-5。在催化温度为450°C、原料/催化剂比为2:1、大豆秸秆/皂脚比为1:1的条件时,生物油中烷烃、烯烃、芳香烃和苯氧化合物的比例分别为6.82%、4.50%、73.56%和11.11%。该复合催化剂具有ZSM-5和SiC泡沫陶瓷的催化性能,提高了生物油中芳烃的比例,降低了含氧化合物的比例;且在多次重复使用后仍保持活性。2.利用SiC粉和ZSM-5合成了ZSM-5/SiC催化剂,并用比表面积测试、X射线衍射技术、热重分析、吡啶红外光谱和扫描电子显微镜对催化剂进行了表征。结果表明,该催化剂具有较高的升温速率、对热解气体表现出良好的催化性能,并在微波热解和非原位微波催化重整串联体系中对生物油的产物分布和化学组成的影响进行了研究。实验结果表明,实验条件为以20%ZSM-5/SiC为催化剂、原料/催化剂比为2:1、热解温度550°C、催化温度为350°C时,生物油的产率为36.94 wt%,生物油中烃类的选择性可达75.88%。微波催化重整制得的生物油质量优于电加热制得的生物油。ZSM-5/SiC催化剂经过5次循环催化反应后,再生后的催化活性仍保持在初始催化剂的95%。3.合成了ZSM-5/SiC纳米线-SiC泡沫陶瓷基微波响应催化剂。研究了在微波热解和非原位微波催化重整串联体系中,新型微波响应催化剂对大豆油皂脚热解气体的催化作用。微波响应催化剂的表征结果表明:存在微孔结构的ZSM-5,且SiC纳米线松散重叠生长确实有效地增加了ZSM-5在SiC泡沫陶瓷上生长的比表面积。生物油的GC-MS分析结果表明,在热解温度550°C、催化温度450°C、催化剂/原料比1:2的条件下,其中烃类和芳香烃的比例分别达到80.89%和40.48%。在微波辐射条件下,微波协同强化催化反应发生,微波响应催化剂的催化位点的活性增强、芳构化性能表现更佳。经五次循环实验再生后微波响应催化剂催化热解皂脚,生物油中烃类占比仍可达到76.40%,芳构化等催化性能基本恢复。